【產(chǎn)通社，11月20日訊】東南大學(xué)（Southeast University）官網(wǎng)消息，倪振華教授、呂俊鵬教授課題組利用等離子體原子結(jié)構(gòu)改性，提出解決高注入下二維材料發(fā)光效率滾降問(wèn)題的新思路，實(shí)現(xiàn)了二維材料高效光致與電致發(fā)光。近日相關(guān)成果以《基于插層過(guò)渡金屬二硫化物的高注入下效率滾降被抑制的發(fā)光二極管》（Light-emitting diodes based on intercalated transition metal dichalcogenides with suppressed efficiency roll-off at high generation rates）為題，發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《Nature Electronics》上。

效率滾降一直是限制電致發(fā)光器件在高電流密度下實(shí)現(xiàn)峰值性能的主要因素。由于其優(yōu)異的光電性能和良好的異質(zhì)集成特性，二維材料在硅基片上光源系統(tǒng)中展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。然而，二維材料的強(qiáng)庫(kù)侖作用使其在高電流密度下，激子之間表現(xiàn)出強(qiáng)烈的多體相互作用，從而誘發(fā)激子-激子湮滅并增強(qiáng)非輻射復(fù)合過(guò)程，進(jìn)而顯著降低熒光量子產(chǎn)率和電致發(fā)光器件的外量子效率。這些問(wèn)題嚴(yán)重阻礙了二維材料在硅基片上光源中的實(shí)際應(yīng)用。

針對(duì)這一難題，該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種獨(dú)特的氧等離子體插層技術(shù)，通過(guò)原子結(jié)構(gòu)的改性設(shè)計(jì)，成功將少層間接帶隙二維材料（MoS?和WS?）解耦為單層堆疊的直接帶隙多量子阱結(jié)構(gòu)。即使在高功率激光激發(fā)下，該結(jié)構(gòu)的熒光量子產(chǎn)率依然保持穩(wěn)定。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與理論模擬，該團(tuán)隊(duì)證明了激子玻爾半徑和激子擴(kuò)散系數(shù)的顯著降低，有效抑制了激子-激子湮滅效應(yīng)，進(jìn)而避免了插層體系中熒光效率的滾降�；趯�(duì)上述物理特性和機(jī)制的深入理解，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步構(gòu)建了基于插層體系的電致發(fā)光器件，并打破了現(xiàn)有基于MoS?二維材料的電致發(fā)光器件外量子效率記錄，為多層二維材料的硅基片上光源應(yīng)用提供了新的思路。

東南大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院、物理學(xué)院倪振華教授、呂俊鵬教授，物理學(xué)院章琦副研究員為本文的共同通訊作者。物理學(xué)院博士生王世選、傅強(qiáng)為論文的共同第一作者。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。查詢進(jìn)一步信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)官方網(wǎng)站http://news.seu.edu.cn/2024/1105/c55840a509261/page.htm，以及https://www.nature.com/articles/s41928-024-01264-3。（鐠元素，產(chǎn)通數(shù)造）    （完）