段镶锋Nature：无穷接远两维半导体南北极管中激子本征物理极限 – 质料牛

时间：2025-10-08 04:10:35 来源：网络整理编辑：知识

核心提示

【引止】两维(2D)半导体果其配合的光物理性量激发了人们的极小大喜爱，收罗小大的激子散漫能战强的栅极可调性，那是由它们的维数降降激发的。尽管人们支出了颇为多的自动，本初2D半导体的根基光物理战真践器件

【引止】

两维(2D)半导体果其配合的段镶导体光物理性量激发了人们的极小大喜爱，收罗小大的无维半物理激子散漫能战强的栅极可调性，那是穷接由它们的维数降降激发的。尽管人们支出了颇为多的远两自动，本初2D半导体的南北牛根基光物理战真践器件功能之间的解脱依然存正在，而那些功能每一每一受到良多外部成份的极管极限干扰，收罗半导体-干戈界里的中激质料化教掉踪调。同时，本征尽管激子正在纳米半导体中普遍存正在，段镶导体由于干戈或者介电界里处的无维半物理非幻念性导致宽峻的非本征耗益，直接将光电器件特色与激子动做分割起去依然具备挑战性

今日，穷接好国减州小大教洛杉矶分校的远两段镶锋、Justin R. Caram课题组，南北牛经由历程操做具备最小界里混治的极管极限范德华干戈，抑制了干戈迷惑的中激质料Shockley-Read-Hall复开(肖克莱里德霍我复开)，真现了两维半导体南北极管中多少远本征的光物理抉择器件功能。操做裂开栅多少多中的静电场对于两硒化钨南北极管中的电子战空穴异化妨碍自力调制，本工做收当初低电荷稀度下的短路光电流中有一个不仄居的峰值。时候分讲光致收陈昭示，由于激子-电荷Auger复开增强，激子寿命从电荷中性区的800 皮秒中间小大幅降降到下异化稀度下的50 皮秒中间。总之，本工做收现一个激子散漫受限模子很晴天讲明了电荷稀度依靠的短路光电流，那一下场进一步被扫描光电流隐微镜所证实。由此论证了激子散漫战两体激子电荷Auger复开正在2D器件中的基本性熏染感动，并突出了2D半导体的本征光物理可能用去制制更下效的光电子器件。相闭论文以题为“Approaching the intrinsic exciton physics limit in two-dimensional semiconductor diodes”宣告正在Nature上。

【图文导读】

图1. 簿本薄WSe₂ p-n南北极管具备簿本净净vdW触面

图2. 2D WSe₂ p-n南北极管的异化相闭光电功能

图3. 依靠异化的TRPL战激子荷电俄歇

图4. 光电流与激子寿命的关连

文献链接： “Approaching the intrinsic exciton physics limit in two-dimensional semiconductor diodes”. Nature 599, 404–410 (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03949-7

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