我校在二维材料范德华异质结激子行为研究方面取得新进展
哈工大报讯（材料/文）近日，材料学院甄良教授课题组与微纳米中心胡平安教授、中科院金属所任文才教授合作，在二硫化钼/石墨烯范德华异质结的激子态调控方面取得了新进展，相关成果在线发表于《先进功能材料》（影响因子11.805），我校为该论文唯一通讯署名单位。
该研究利用异质结调控半导体的激子态行为，包括激子的产生、转移、分离及复合等，在物理机制研究及光电器件应用上具有重要的研究价值。相比于传统的半导体异质结，由二维材料组成的范德华异质结构无需满足界面处晶格匹配的要求，且制备方法简单，是研究异质结激子态行为的理想体系。
在甄良教授与徐成彦教授指导下，博士生李洋构建了单层二硫化钼/石墨烯异质结构，以溶胶电介质作为栅极，系统研究了二硫化钼与石墨烯界面处的能带排列以及二硫化钼中载流子浓度对这类异质结光致发光性能及激子态行为的影响。通过调节栅极偏压，二硫化钼的中性激子与负激子的强度调控范围高达200以上，激子的结合能发生了约40兆电子伏的偏移。研究利用异质结器件电势分布模型以及第一性原理计算，确认了异质结构的激子态行为由二硫化钼中载流子的浓度与界面处接触势垒共同决定。此外，通过引入自组装单分子层控制二硫化钼与石墨烯界面处的接触势垒，给出了不同偏压条件下异质结构激子态行为的控制因素。该研究首次阐明了二维材料范德华异质结构激子态行为的影响因素，为设计新型光电器件奠定了基础。
该研究得到了国家自然科学基金、先进焊接与连接国家重点实验室自主课题、学校“青年拔尖人才基金”和“基础研究杰出人才培育计划”（III类）等项目的资助。
论文链接： http://dx.doi.org/10.1002/adfm.201503131
