基于单层WS2的室温极化激元发光二极管

摘要： 通过激子与腔光子的强耦合产生的激子极化激元，被用于展示从类玻色-爱因斯坦凝聚到模拟哈密顿量模拟器和芯片级干涉仪等一系列基础现象及潜在应用。近年来，二维过渡金属硫族化合物（TMDs）因其较大的激子结合能、振子强度和谷自由度，成为在较高温度下实现激子极化激元的极具吸引力的平台。实现极化激元的电注入，既可作为实现电驱动极化激元激光器的前驱步骤，也可用于通信系统的高速发光二极管（LED）。在此，我们展示了一种在室温下工作的电驱动极化激元LED，采用单层二硫化钨（WS2）作为发光材料。测得的外量子效率约为0.1%，与近期报道的块体有机及碳纳米管基极化激元电致发光（EL）器件相当。在原子级薄半导体中实现室温电驱动极化激元LED的可能性，为在这些体系中实现无反转电驱动激光器以及基于范德华（vdW）材料的超快微腔LED迈出了有前景的一步。