苏州纳米所张兴旺团队Nano Lett.：二维半导体纳米空隙谐振发光器件研究获进展

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随着高分辨率、高亮度发光显示技术需求的日益增长，推动发光器件尺寸迈向微米甚至纳米级已成为迫切需求。二维半导体作为极具潜力的纳米发光材料，虽拥有优异的激子发光特性，却因其原子级厚度导致光与物质相互作用极弱，发光效率受限。传统上通过集成金属或介质纳米结构来增强发光的方法，往往面临器件尺寸过大、视场角太小或引入界面缺陷、介电屏蔽效应等问题，严重制约了发光性能。

针对上述问题，中国科学院苏州纳米所张兴旺团队通过对单层二硫化钨与硅基纳米米氏空隙（Mie Void）谐振腔的集成，成功构建出一种新型二维半导体纳米激子发光器件。该结构利用纳米空隙谐振腔中局域化的空气模式，有效隔绝了周围高折射率材料引起的色散与损耗。同时，二维半导体在纳米空隙上方处于悬空状态，从根本上解决了界面接触导致的发光抑制难题。此外，纳米空隙谐振腔中形成的强局域电场能够与悬空的二维半导体高效耦合，从而将激子发光强度提升了两个量级，并显著增大了发光角度范围。最终在实验上实现了高分辨率、宽视场的发光显示器件，有望推动基于二维半导体的纳米发光显示技术的发展。

该工作以 Mie-Void-Enabled WS2 Excitonic Emitters with Nanoscale Footprints为题发表在Nano Letters上。中国科学院苏州纳米所博士生廖银昌为该论文的第一作者，张兴旺研究员为论文通讯作者。该研究获得了国家自然科学基金、国家重点研发计划、江苏省科学技术厅和苏州市科学技术局等项目的支持，同时也得到了中国科学院苏州纳米所纳米真空互联实验站（Nano-X）、纳米加工平台的支持。

图1. 基于硅基纳米空隙谐振腔的二维半导体纳米激子光源

论文链接

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