通过利用范德华异质结构中原子上突变的、埃级的和可拓扑的界面，可以在这些结构中设计能量传递过程。鉴于此，美国约翰斯·霍普金斯大学Thomas J. Kempa、加拿大多伦多大学Mark W.B. Wilson等制备了由2D WSe₂单层组成的异质结构，该单层与二苯并四苯基紫苏乙烯（DBP）掺杂的红荧烯（一种能够三重态融合的有机半导体）界面连接。

本文要点：

（1）完全通过气相沉积方法来制造这些异质结构，时间分辨和稳态光致发光测量揭示了红荧烯对WSe₂发射的快速亚纳秒猝灭以及客体DBP分子在612 nm（λ_exc=730 nm）处的荧光，从而提供了光子上转换的明确证据。

（2）上转换发射对激发强度的依赖性与三重态聚变机制一致，并且该过程的最大效率（线性状态）发生在低至110 mW/cm²的阈值强度下，这与集成太阳辐照度相当。这项研究强调了利用vdWHs在单层TMDs和有机半导体中利用强束缚激子的先进光电应用的潜力。

Photon Upconversion in a Vapor Deposited 2D Inorganic–Organic Semiconductor Heterostructure

Reynolds Dziobek-Garrett, Christian J. Imperiale, Mark W.B. Wilson, and Thomas J. Kempa

Nano Letters Article ASAP

DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c00380

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c00380