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太阳系系主任
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Highly efficient, deep-ultraviolet luminescence in hBN moiré quantum wells
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六方氮化硼莫尔量子阱中的高效深紫外发光 ▲ 作者：Chengyun Hong, Fangzhou Zhao et al. ▲链接： https://www.science.org/doi/10.1126/science.aeb2095 ▲摘要： 二维范德瓦尔斯半导体（vdW）的扭转堆叠可构建莫尔超晶格，为量子态及其光—物质相互作用的调控提供了前所未有的手段。研究者证明，在两块六方氮化硼单晶块体之间构建简单的扭转界面，即可在三维范德瓦尔斯结构中形成莫尔量子阱。该六方氮化硼莫尔量子阱在光激发和电注入条件下均能强烈束缚载流子。 尽管六方氮化硼为间接带隙材料，该量子阱在215至240纳米的极深紫外波段仍发射出强烈的发光，其强度比目前最先进的常规铝镓氮多量子阱高出一个数量级以上。此外，通过调控扭转角度，可实现莫尔量子阱发光能量与效率的宽范围调谐。 ▲ Abstract： Twisted stacking of two-dimensional van der Waals (vdW) semiconductors creates moiré superlattices, which provides unprecedented control over quantum states and their light-matter interactions. We demonstrate that a simple twist interface between two single-crystalline bulks of hexagonal boron nitride (hBN) creates moiré quantum wells (QWs) embedded in a three-dimensional vdW structure. hBN moiré QWs strongly confine charge carriers under both optical excitation and electrical injection. Despite their indirect bandgap, they emit intense deep-ultraviolet luminescence in the extreme wavelength bands from 215 to 240 nanometers, exceeding that of state-of-the-art conventional aluminum gallium nitride (AlGaN) multiple QWs by more than an order of magnitude. Furthermore, the twist angle control allows wide tunability of luminescence energy and efficiency in moiré QWs. |
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