。异质结是由不同材料接触形成的界面结构，其形成改变了载流子分布和能带排列。文中还详细介绍了多种表征异质结的手段，如TEM、XPS、PL、UV-Vis异质结图1.Se1-X垂直双层异质结的结构和特性特征。DOI: 10.1002/adfm.202517969

，使得界面处出现电势差、内建电场或载流子重分布从电子结构理论的角度看，异质结的本质是能带的空间拼接与能级的重新平衡过程。当两种不同材料接触时，由于其费米能级、电子亲和势或功函数的差异，界面区域会发生电荷重新分布该平衡状态对应于。此时，体系的整体电子化学势趋于一致，而界面附近形成的内建电场或势垒层则决定了载流子迁移与能量转换行为。

NiFe LDH@CoO-CNF n-p异质结界面表征异质结的稳定性取决于的能量代价。界面处的应变能、极化电荷密度及电偶极矩变化均会影响其形成过程的驱动力。

最小化自由能共同作用的结果。

H2光合成。DOI:异质结可根据材料类型、能带对齐方式、界面结合特征及结构维度从能带工程学角度，异质结通常依据能带对齐关系划分为三种基本类型：。

，一种材料的导带和价带完全位于另一种材料的能带间隙内，形成能量势阱结构，便于载流子在局域区域聚集；

，促进电子与空穴在不同空间区域分离，从而实现电荷的定向迁移；

，表现为能带间的不连续跳跃特征，形成强耦合或隧穿势垒结构。能带对齐方式决定了载流子传输行为与界面电场分布，是区分异质结电子特性的核心依据。

AI型异质结；BII型异质结；CIII型异质结。依据界面原子结合的连续性与化学相容性，。外延异质结具有晶格取向匹配关系，界面结合紧密且具有长程有序性；非外延异质结则由晶格不匹配或不同结构体系结合形成，界面原子排列不连续但仍具电荷耦合效应。

此外，依据化学键特性还可区分为与。

；后者通过化学键形成稳固界面，表现出更强的电子相互作用图6. 范德华异质结构。DOI: 10.1038/s43586-022-00139-1

按材料体系分类

半导体异质结、金属等类型。

金属-半导体异质结则体现肖特基势垒或欧姆接触特征图7. 设计和合成2–MoSe2金属。DOI:在纳米尺度下，异质结可按照几何维度进一步划分为。

零维异质结则由层状结构堆叠形成面接触界面，三维异质结图8. 晶内三维钙钛矿异质结构的设计和表征。DOI:综上所述，异质结的分类体系体现了其多层次结构特征与电子态分布规律。不同类型的异质结在能带耦合、界面电势与载流子输运行为上存在显著差异，其系统性分类为研究异质界面物理提供了清晰的理论框架。

如何表征异质结

微镜图9.DOI:X射线光电子能谱紫外光电子能谱XPS可用于分析异质结中不同元素的化学态，UPS可以测量材料的价带顶位置和功函数。结合两者可以估算能带对齐方式（如类型I、II或III），判断带隙偏移和界面电子结构，是表征能带结构的重要手段。

光致发光时间分辨光致发光PL用于分析载流子复合行为。异质结的PL强度变化可反映界面复合机制和能带结构；TRPL则可以测量寿命变化，推断异质结是否实现了载流子分离，是检验光电性能的重要手段。

紫外-可见吸收光谱UV-Vis光谱可以分析材料的吸收边和带隙。通过Tauc图或Kubelka-Munk方法估算带隙变化，同时比较异质结构与单一组分的吸收能力是否增强，反映其对光的响应范围是否拓展。

In2, Nb2, and IN10的紫外可见吸收光谱表征。DOI：10.1038/s41467-024-49004-7

（AFM）和（c-AFM）

图13：扭曲角为28.03°的MoS2/Gr异质结的典型C-AFM电流映射。 DOI：10.1038/s41467-018-06555-w

拉曼光谱用于分析晶格应力、相互作用和界面耦合等。对于2D材料异质结，如MoS₂/WS₂，拉曼位移可揭示应变效应或电子转移，间接反映界面耦合强度。

X射线衍射高分辨XRDXRD分析异质结的晶体结构和取向关系，HRXRD可判断是否存在晶格失配、应变层、界面粗糙度等信息，尤其适用于外延异质结构的质量评价。

扫描隧道显微镜扫描隧道谱STM可实现原子级别的成像，STS可测局域态密度（LDOS）分布，揭示异质结中的能带结构细节、局部费米能级移动等，常用于研究量子异质结构和超晶格。

同步辐射