通过2D材料垂直构筑vdW异质结，为调控材料的界面结构以及电子结构和光学性质提供丰富的机会。但是，目前人们发现vdW异质结存在非常大的挑战，并且阻碍vdW异质结材料调控电子性质和光学性质。

目前人们发现具有光学活性的MXene材料，这种光学活性MXene材料具有优异的亲水性，丰富的表面化学特点以及光学性质，是研究光电性质和光电应用的2D材料平台。将MXene材料与各种2D材料耦合构筑vdW异质结材料能够用于量子限域纳米结构和器件的发展。因此，理解垂直vdW异质结材料的基本原理以及近期发展的含有MXene作为主要组分以及其他2D材料作为次要组分。这种含有MXene的垂直异质结材料的设计与合成有助于推动光吸收和光的转换、利用。MXene为调控光学相应，发展性能优异的新型光转换特点/功能提供机会。

有鉴于此，波兰华沙理工大学Agnieszka M. Jastrzębska、Muhammad A. K. Purbayanto等综述目前光学活性MXene异质结的发展情况，对发展新一代多功能vdW材料进行展望。

主要内容

（1）

对MXene构筑vdW异质结材料对于光学性质/性能的作用进行总结。光学活性MXene能够与石墨烯、MOF、g-C₃N₄、h-BN、TMDC、Xene等构筑异质结材料。MXene材料能够降低低效的堆叠导致的电子限域实现增强光-物质之间相互作用，有助于通过载流子分离的方式调控vdW异质结的光学活性。

（2）

MXene在形成vdW异质结的过程中，除了许多优点之外，同样具有多种缺陷。比如MXene的半导体性质和电荷转移需要特别注意。而且，需要从实验和理论角度对MXene在组装2D/2D体系中起到的作用进行深入理解。因为多种多样的MXene，导致选择合适的MXene用于构筑vdW异质结仍非常困难。没有端基的2D材料与MXene之间弱vdW作用，降低了异质结材料的机械稳定性。人们虽然能够可控的合成厚度、晶化度、稳定性的MXene/2D异质结材料，但是如何得到均匀的异质结材料仍非常困难。目前人们对于缺陷和杂质对于MXene/2D异质结材料的影响并不清楚。MXene材料容易因为氧化而降解，显著的影响MXene材料的性质和未来的应用。

（3）

总之，MXene材料能够拓展光学活性材料和器件的种类和空间。

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Muhammad A. K. Purbayanto, Madhurya Chandel, Magdalena Birowska, Andreas Rosenkranz, Agnieszka M. Jastrzębska, Optically Active MXenes in Van der Waals Heterostructures, Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202301850

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202301850