二维材料范德华异质结构特性与发光机理

日前，东南大学电子科学与工程学院博士生杨晚星的论文“Recent progress in 2D material van der Waals heterostructure based luminescence device towards Infrared wavelength range”被英国皇家化学学会知名期刊Journal of Materials Chemistry C（影响因子：7.3932）（doi：10.1039/D1TC06033C）作为封底论文发表。该论文介绍了二维材料范德华异质结构特性与发光机理，系统归纳了目前此结构在红外发光领域的研究进展以及未来研究方向。

二维材料范德华异质结构

基于二维范德华异质结构材料的发光器件一直是热门研究领域之一。由于传统硅基材料逐渐无法满足发光器件尺寸和集成度的需求，二维半导体材料为发光器件的发展提供了一条发展方向。二维材料层内原子以稳定的共价键连接而层间原子以较弱的范德华力相互作用，与标准半导体材料相比有着独特的性质并使得具有不同晶格常数的材料可以堆叠成范德华异质结构，不受晶格匹配的限制。在范德华异质结构中，来自不同层面的载流子组成层间激子。与单一材料层内激子相比，层间激子通常具有更长的电子-空穴复合寿命并且其发射拥有更灵活的波长范围，这决定了光学材料的性质。

目前基于二维材料的范德华异质结构虽在红外发光方面已有初步应用，但在其发光机制方面尚缺少系统的综述。该论文聚焦于二维范德华异质结构材料作为设计高度可控和集成的红外发光器件基础材料的可行性，总结并对比多种二维材料范德华异质结构的红外发光表现，跟踪各项研究实现与优化方案，直观给出该材料在红外发光领域内的研究历程与前沿科研进展。此外，该综述论文重点论述了二维范德华异质结构在中红外LED、波导耦合谐振腔、半导体激光器等光学器件中的应用并总结了不同异质结构与界面条件对红外发光的影响，提出了在红外发光领域的现有挑战与未来发展方向。

电子科学与工程学院博士生杨晚星是该论文第一作者，导师张彤教授为通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金的支持。（来源：东南大学）