摘要

橫向異質結構對于探索新型物理現象、開發新器件以及實現器件微型化具有重要意義^{1,2,3,4,5,6,7,8}。在具有圖案化的模板上進行的內外延生長為在異質結構中實現大面積的有序排列提供了一種有前景的策略，這一技術最近已在二維（2D）共價材料上得到驗證^{9,10,11,12,13}。然而，傳統的光刻和蝕刻工藝對于2D鉛鹵化物鈣鈦礦來說過于激進，因為這類材料具有本質上柔軟且不穩定的離子晶格^14,15,16。在這里，我們在2D鉛鹵化物鈣鈦礦中制造出了可控大小的方形孔洞，從而能夠在較大面積上制備連續的橫向異質結構。我們發現這些方形孔洞是通過自發的蝕刻過程形成的，該過程由內部應力引發，并沿[100]/[010]晶體方向穩定下來。此外，通過調整蝕刻時間和溫度可以控制方形孔洞的大小。另外，通過采用快速溶劑蒸發生長技術，方形孔洞的邊緣可以作為另一種含有不同鹵化物或金屬離子的鈣鈦礦的外延生長模板。最終，我們制備出了一系列能夠發出多種顏色的馬賽克狀橫向異質結構，這些結構可用于發光器件。這種多樣化的2D鈣鈦礦馬賽克橫向異質結構的合成不僅為我們提供了關于鈣鈦礦結構特性的寶貴見解，還為開發復雜的集成發光器件提供了一個多功能材料平臺。