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二维材料电驱动发光器件:交变电场加速载流子,通过碰撞产生激子并辐射发光

Injection-free multiwavelength electroluminescence devices based on monolayer semiconductors driven by an alternating field (science.org)

中国半导体十大研究进展候选推荐(2022-005)——二维材料电驱动发光器件 (qq.com)

目前通过直接生长或者机械剥离得到的单层或者薄层二维半导体材料尺寸仅为几十到几百微米。碎片化的二维材料严重限制了器件的尺寸以及大规模生产。
为了克服二维半导体材料电致发光器件面临的诸多难题,清华大学宁存政教授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。

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