清华大学在二维材料发光器件领域取得重要进展

　　近期，清华大学电子系宁存政团队首次将碰撞激子产生和发光机制引入到二维半导体材料发光器件中，实现了一种基于叉指电极结构的无载流子注入的发光器件。

　　图片来源：清华大学

　　二维半导体材料电致发光的研究是目前国际前沿的焦点和难点，它不仅对二维半导体材料发光二极管、电注入二维半导体材料纳米激光具有重要意义，更是对二维半导体材料发光器件能否走向实用化起到决定性作用。

　　为了克服二维半导体材料电致发光器件面临的诸多难题，该研究团队不依赖传统半导体电致发光器件的范式，重新审视了基于二维半导体材料电致发光器件设计的各个环节。根据二维半导体材料的特点，提出一种新型的二维半导体电致发光器件。该器件不需要外部的载流子注入，不需要金半接触，也不需要对单层二维半导体材料进行额外的掺杂或载流子调控。充分利用二维半导体材料激子结合能大的特点，通过交变电场加速载流子，通过碰撞产生激子并辐射发光。该器件对于几种常见的二维半导体材料都适用，包括单层WSe2、WS2、MoSe2、MoS2，以及单、双层MoTe2，实现了从可见光到近红外的电驱动发光。更加重要的是该器件还可以利用一对叉指电极同时激励多片不连续的二维半导体材料同时发光，以及多种二维半导体材料实现多波长发光，为二维半导体材料的发光应用开辟了一条新的道路。

　　清华大学官网消息，相关成果以“无注入式多波长单层半导体交变场驱动发光器件”为题发表于《科学·进展》杂志上。该研究成果得到了国家自然科学基金、北京市自然科学基金、北京未来芯片创新中心、教育部量子信息前沿科学中心项目的支持。

　　论文链接：

　　https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abl5134