二维半导体材料中显著的激子效应、多样化的激子种类和高度可调的辐射性质使二维材料在光学和光电子学方面表现出诸多新颖的特异性质。以平面结构的二维材料为基本单元，这些原子层“砖块”可通过范德瓦尔斯组装进行集成。通过对二维异质结界面状态进行合理设计，人们可实现激子种类以及光发射性质的可控调制，由此衍生出许多新颖的发光特性，极大地拓展了低维发光材料研究与设计的版图。当前，二维异质结材料已经成为研究激子物理和设计、集成新概念发光器件的重要平台。

近日，南京大学徐伟高教授课题组和美国杜兰大学陆欣助理教授等综述了基于界面设计来实现新型二维异质结发光的研究进展。该论文首先概述了界面设计中常采用的三种基本策略，即改变单层组分、调整层间间隙和控制扭转角度。然后，作者详细介绍了这些策略实现的一系列新型的激子行为与光发射特性。具体地，通过界面设计调控界面能量转移和界面电荷转移过程，人们分别实现了层内激子荧光增强与动态关联双色荧光发射。利用双层同质结和Ⅱ型异质结中电子与空穴在空间上分离的特征，相邻层中存在的长寿命层间激子荧光发射现象也是本论文的重要关注点。此外，本论文还重点介绍了晶格相似单层材料堆叠形成的更大周期莫尔超晶格，以及由莫尔周期势对层内和层间激子的空间调制所形成的莫尔激子。周期性排布的莫尔激子的荧光发射具有窄线宽和量子发射特性，对量子多体模拟和量子信息处理至关重要，在可集成单光子源阵列研究方面具有重要应用前景。

该综述论文作为封面文章、以题为“Interface engineering in two-dimensional heterostructures towards novel emitters”发表在Journal of Semiconductors上。

图1. 新型二维异质结发光材料的界面设计策略，包括组分材料（Component）、层间距离（Interlayer distance）和扭转角度（Twist angle）三个方面。

文章信息：

Interface engineering in two-dimensional heterostructures towards novel emitters

Hua Li, Jinyang Ling, Jiamin Lin, Xin Lu, Weigao Xu

J. Semicond. 2023, 44(1): 011001 doi: 10.1088/1674-4926/44/1/011001

Full Text: http://www.jos.ac.cn/en/article/doi/10.1088/1674-4926/44/1/011001

来源：半导体学报