二维过渡金属硫族化合物中增强的光-物质相互作用

二维（2D）过渡金属硫族化合物（TMDC）材料，如 MoS2、WS2、MoSe2 和 WSe2，因其非凡的物理性质在过去十年受到广泛关注。这些独特性质使其成为各类电子、光子与光电子器件的理想材料。然而，由于其原子级薄的厚度形式，相对较弱的光-物质相互作用限制了其性能。共振纳米光子结构为解决此问题并增强二维 TMDC 中的光-物质相互作用提供了可行途径。在此，我们概述该研究领域，展示相关应用，包括奇异的光发射、吸收与散射特征。我们首先概述 1L-TMDC 中的激子概念及腔增强发射的基本理论，随后讨论增强光发射、强耦合与谷电子学的最新进展。1L-TMDC 的原子级薄特性使其电学与光学性质可通过广泛方式调控。因此，我们继续综述基于 TMDC 的可调谐光子器件进展。接下来，我们考察利用 1L 或少数层 TMDC 在窄带与宽带增强光吸收及其在光伏与光电探测器中应用的最新进展。我们还综述近期在调控光散射方面的努力，例如通过集成等离激元/Mie 共振超表面等共振结构，或直接图案化单层/少数层 TMDC，在 1L 或少数层 TMDC 中诱导 Fano 共振、波前调控。然后我们概述不同类型范德瓦耳斯异质结构的引人注目物理性质及其在光电子与光子器件中的应用。最后，我们对该快速发展研究领域的潜在机遇与挑战提出见解。