基于单层 WS2 的室温极化激元发光二极管
应用物理
2020-01-08 v1 材料科学
摘要
被称为激子极化激元的光与物质半混合准粒子通过激子与腔光子的强耦合而产生。它们已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以及芯片级干涉仪等一系列基本现象与潜在应用。近来，二维过渡金属硫族化合物（TMDs）因其较大的激子结合能、振子强度以及谷自由度，已成为在高温下实现激子极化激元极具吸引力的平台。实现极化激元电注入既可作为实现电驱动极化激元激光器的前奏，也可用于通信系统中的高速发光二极管（LED），因而颇具吸引力。在此，我们展示了一种以单层二硫化钨（WS2）为发光材料、在室温下工作的电驱动极化激元 LED。为实现该器件，将单层 WS2 夹在薄层六方氮化硼（hBN）隧穿势垒之间，并以石墨烯层作为电极。整个隧穿 LED 结构嵌入于基于一维分布布拉格反射镜（DBR）的微腔结构中。提取的外量子效率约为 0.1%，与近期块体有机及碳纳米管基极化激元电致发光（EL）器件的演示结果相当。在原子级薄半导体中实现室温电驱动极化激元 LED，为在这些体系中实现无反转电驱动激光器以及利用范德瓦耳斯材料的超快微腔 LED 迈出了有前景的一步。
引用
@article{arxiv.1905.12227,
title = {A Room Temperature Polariton Light-Emitting Diode Based on Monolayer WS2},
author = {Jie Gu and Biswanath Chakraborty and Mandeep Khatoniar and Vinod M. Menon},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.12227},
year = {2020}
}