科学家借光物质耦合让暗半导体材料发光，可应用于柔性显示器

2022-06-30 09:47

近日，由奥尔登堡大学牵头多国联合研究团队引入了一种光物质耦合机制，能够使二维半导体材料钨二硒化物(WSe₂)发光，这标志着他们在利用光场控制物质的性质这个方面迈出了一步。

研究人员特别强调称，这种材料解决方案可以提高有机半导体的光学性能，这些半导体可应用于柔性OLED显示器、太阳能电池、以及用于纺织品的传感器等。

据悉，科学家们操纵了这种材料的超薄样品中的能量级别。以往来看，这种材料通常发光率很低。而在他们的实验中，奥尔登堡大学的物理学家通过将激光引导到带有各种光学元件的极薄半导体样品上，增强了有机半导体的光学特性。

操作过程中，研究人员将WSe₂材料样品放置在两个特殊制备的镜子之间，并使用532纳米的非共振连续波激光器来激发材料。他们介绍称，该样品是由钨原子和硒原子组成的单晶层，呈三明治状结构。

研究人员利用这种方法，在光子和被激发电子之间建立了耦合机制。在一次演示中，他们展示了这种耦合使电子跃迁的结构得以重新排列，使暗物质WSe2有效地表现得像亮物质一样的效果。

固体（比如LED）是否能发光，取决于固体晶格中电子的能量级别。研究人员还指出，像WSe₂这样的量子2D材料通常具有不同寻常的性质，因为它们所包含的载流子的行为方式与较厚固体中的载流子不同。

物理学家Hangyong Shan和Christian Schneider领导了这项研究。他们表示，实验中达成的光效应，使得WSe₂的低态变得具有光学活性。上述这种水平的优化，可以促进创新LED、太阳能电池、光学元件等的发展。

上述研究是与德国、冰岛、美国和日本的研究人员共同进行的多机构合作的结果，研究发表在《自然·通讯》（ Nature Communications）杂志上。

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