曼彻斯特大学夏洛特·琼斯 当原子般薄的半导体以乐高风格组合在一起时，它们以较低的电压发光，这可能导致低能耗设备
虽然这项研究处于基础阶段，但它显示了在光电子和电信领域的实际应用前景
发光二极管的电压通常等于或大于每个电子电荷的带隙能量
曼彻斯特大学、华沙大学、格勒诺布尔高磁场实验室和日本国家材料科学研究所的一组研究人员已经能够证明发光二极管可以在低得多的电压下开启
堆叠不同材料层来制造所谓的异质结构的想法可以追溯到20世纪60年代，当时半导体砷化镓被研究用于制造微型激光器——现在这种激光器被广泛使用
今天，异质结构是普遍的，并且在半导体工业中被非常广泛地用作设计和控制器件中的电子和光学特性的工具
最近，在原子级二维(二维)晶体(如石墨烯)时代，出现了新型异质结构，原子级薄层通过相对较弱的范德华力结合在一起
绰号为“范德瓦尔斯异质结构”的新结构，通过将任意数量的原子薄层堆叠在一起，开启了创造众多设计材料和新颖器件的巨大潜力
在传统的三维材料中，数百种组合变得可能，否则是无法实现的，从而有可能获得新的未探索的光电器件功能或不寻常的材料特性
世界上各种研究小组做了大量的实验，主要研究过渡金属二元化合物的发光特性
然而，这些研究通常完全是通过光学手段完成的
对于实际应用，电触发发光是更理想的
“仅仅添加一种原子级的薄材料就能如此显著地改变一个设备的特性，这真是令人着迷
这就是范德瓦尔斯异质结构在起作用的力量
阿列克谢·科奇科夫，国家石墨烯研究所
发表在《自然通讯》上，由Dr
阿列克谢·科奇科夫、科斯塔亚·诺沃塞洛夫教授和
马雷克·波特姆斯基能够用电做到这一点
它们将电子和空穴束缚在不同的过渡金属双族化合物中，即所谓的层间激子
当这些激子非辐射重组时，研究人员创造了实验条件，即俄歇效应
释放的能量被转移到其他能移动到更高能量状态的载体上
结果，原本能量太低而无法克服材料能带隙的电荷载体，现在可以轻易地越过这个势垒，重新结合并发光
这种效应被称为上转换
石墨烯电极用于将电荷载流子通过异质结构中堆叠的六方氮化硼电注入二硫化钼和二硒化钨
通过在过渡金属二歧管之间添加氮化硼来改变这些过渡金属二歧管之间的距离，可以将发光二极管从正常操作调整到低电压操作，并观察上转换的效果
从基本观点来看，观察到的效应标志着实现范德瓦尔斯异质结构的激子凝聚和超流性的重要一步
医生
该论文的第一作者、华沙大学的约翰尼斯·宾德说:“当我们开始测量第一批二硫化钼/二硫化钨器件时，我们真的很惊讶在如此低的外加电压下观察到发射
这种上转换发射令人印象深刻地显示了范德瓦尔斯异质结构中夹层激子的俄歇过程的重要性
我们的发现在很大程度上揭示了未被探索的高载流子密度区域的物理，这对于光电应用以及像层间激子凝聚这样的基本现象是至关重要的
" 医生
阿列克谢·科奇科夫补充道:“仅仅添加一种原子级的薄材料就能如此显著地改变一个设备的特性，这真是令人着迷
这就是范德瓦尔斯异质结构在起作用的力量
"
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