基于二维材料的发光二极管（LED）是一种新兴的光电子器件，因其在显示和光通信等领域的潜在应用而备受关注。与传统的半导体材料相比，二维材料在光电响应和灵活性等方面具有显著优势，特别是在实现量子限域和增强激子效应方面表现突出。然而，这类器件在高电流密度下普遍存在效率下降的问题，主要由激子-激子湮灭引起，这对高效率的发光性能构成了严峻挑战。
近日，来自东南大学章琦，吕俊鹏以及倪振华团队在基于二维过渡金属二硫属化合物（TMDs）LED的研究中取得了重要进展。该团队通过氧等离子体插层方法，成功在少层的二硫化钼（MoS2）和二硫化钨（WS2）中构建了量子阱状超晶格结构，从而抑制了激子-激子湮灭效应。通过这种结构设计，该器件在光激发和电注入发光过程中均表现出无效率下降的优异特性。插层的少层TMDs材料不仅在激子玻尔半径和激子扩散系数方面有显著降低，还在较高激子生成率下表现出更亮的发光强度和稳定的量子效率。
通过该方法，研究团队实现了基于插层MoS2和WS2的LED，其外量子效率在高激子生成率（约1020 cm−2 s−1）下分别达到了0.02%和0.78%。这种设计显著提升了发光器件的性能，为未来二维材料LED在高效光电应用中的实际应用提供了新的技术路径和理论支持。
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