日前,東南大學電子科學與工程學院博士生楊晚星的論文“Recent progress in 2D material van der Waals heterostructure based luminescence device towards Infrared wavelength range”被英國皇家化學學會知名期刊Journal of Materials Chemistry C(影響因數:7.3932)(doi:10.1039/D1TC06033C)作為封底論文發表。該論文介紹了二維資料範德華異質結構特性與發光機理,系統歸納了現時此結構在紅外發光領域的研究進展以及未來研究方向。
二維資料範德華異質結構
基於二維範德華異質結構資料的發光器件一直是熱門研究領域之一。由於傳統矽基資料逐漸無法滿足發光器件尺寸和集成度的需求,二維半導體材料為發光器件的發展提供了一條發展方向。二維資料層內原子以穩定的共價鍵連接而層間原子以較弱的范德華力相互作用,與標準半導體材料相比有著獨特的性質並使得具有不同晶格常數的資料可以堆疊成範德華異質結構,不受晶格匹配的限制。在範德華異質結構中,來自不同層面的載流子組成層間激子。與單一資料層內激子相比,層間激子通常具有更長的電子-空穴複合壽命並且其發射擁有更靈活的波長範圍,這决定了光學資料的性質。
現時基於二維資料的範德華異質結構雖在紅外發光方面已有初步應用,但在其發光機制方面尚缺少系統的綜述。該論文聚焦於二維範德華異質結構資料作為設計高度可控和集成的紅外發光器件基礎資料的可行性,總結並對比多種二維資料範德華異質結構的紅外發光表現,跟踪各項研究實現與優化方案,直觀給出該資料在紅外發光領域內的研究歷程與前沿科研進展。此外,該綜述論文重點論述了二維範德華異質結構在中紅外LED、波導耦合諧振腔、半導體雷射器等光學器件中的應用並總結了不同異質結構與介面條件對紅外發光的影響,提出了在紅外發光領域的現有挑戰與未來發展方向。
電子科學與工程學院博士生楊晚星是該論文第一作者,導師張彤教授為通訊作者。該工作得到了國家自然科學基金的支持。
論文連結:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/tc/d1tc06033c