作为一种独特的光电子材料，黑磷具有从中红外到可见光波长的可调谐和高器件性能。近日， 加利福尼亚大学Ali Javey报道了黑磷光致发光量子产率的反常厚度依赖性。

本文要点：

1) 作者在测量各种辐射和非辐射复合率的同时，发现黑磷在室温下的光致发光量子产率的厚度依赖性。即随着厚度减小到约4 nm，由于增强的表面载流子复合，最初观察到光致发光量子产率下降，随后随着厚度进一步缩小，光致发光量子产急剧增加，并且单层的平均值约为30%。

2) 这一趋势源于黑磷薄膜中的自由载流子到激子的转变，并且与传统半导体的行为不同，在传统半导体中，光致发光量子产率随着厚度的减小而单调降低。此外，作者发现黑磷的表面载流子复合速度比任何半导体的最低值还低两个数量级；这是由于黑磷中存在自终止的表面键。

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Naoki Higashitarumizu et.al Anomalous thickness dependence of photoluminescence quantum yield in black phosphorous Nature Nanotechnology 2023

DOI: 10.1038/s41565-023-01335-0

https://doi.org/10.1038/s41565-023-01335-0