半导体-金属异质结是现代光电子器件的核心，也是制约半导体材料物理性能的主要因素之一。其中，最重要的参数包括半导体-金属界面的电荷传输势垒以及界面耦合对半导体本身电子结构的影响。如何实现半导体-金属界面的无势垒传输，如何利用半导体-金属界面耦合作用对半导体材料的电子结构进行有效的调控是当前光电器件、能源和催化研究领域的热点和难点。近年来一些低维半导体材料，如二维过渡金属硫化物，由于其电流子迁移率高、组成可调、价格低廉等优势，被提出可以广泛应用于场效应管、自旋电子、电催化等领域。但是，硫化物与金属的界面处普遍存在较大的电子传输势垒，大大限制了在光电器件和电催化方面的实际应用。

 鉴于此，太阳成集团、光电技术及系统教育部重点实验室周苗教授研究团队利用第一性原理理论计算，系统的研究了结构相变、缺陷、边界、场效应以及应力作用对硫化物-金属界面电子结构的调控。首先，通过理论上大量筛选，发现某些金属衬底可以诱导二维硫化物发生结构相变，使其由半导体特性向金属特性转变，直接实现半导体-金属的欧姆接触，为实现电极无阻碍电子传输提供良好的理论依据。该工作于近期发表在J. Mater. Chem. C (2018, DOI: 10.1039/C8TC04087G)，并入2018年热点论文（hot paper）。其次，探究了金属衬底对硫化物缺陷和边界位点的催化活性的影响，并通过施加电场可有效地提高这些活性位点的催化能力。该工作发表于Phys. Chem. Chem. Phys. (2018, 20, 26083-26090), 并入选封面论文。再者，通过大量计算发现将硫化物与其他二维材料（如金属碳化物，MXene）形成新型的范德华尔斯异质结，可以极大的提高硫化物的表面的化学活性，设计了超低缺陷浓度的水分解催化剂（2018，npj Computational Materials）。最后，发现通过施加外界应力，能极大地提高二维范德华尔斯异质结的稳定性，并降低了界面的肖特基势垒，实现了良好的欧姆接并提高电输运性质（2018，Electronic Structure）。这些工作很好地解释了已有的实验现象，并指导了未来实验。

 suncitygroup太阳新城官网博士生凌发令、硕士生敬慧荣分别为这系列工作的第一作者。工作得到国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费的支持。