Die zweidimensionalen Übergangsmetall-Dichalkogenidverbindungen (TMDs) und ihre Heterostrukturen weisen einzigartige optische Eigenschaften auf, was sie vielversprechend für die Entwicklung von optoelektronischen Geräten der nächsten Generation macht. Die Effizienz der Photolumineszenz der Einkristall-TMDs (1L) ist jedoch bei Raumtemperatur sehr niedrig, was ihre praktische Anwendung in optoelektronischen Geräten erheblich beeinträchtigt. In dieser Studie wird eine effektive Methode zur Verbesserung der Photolumineszenzeffizienz der 1L-TMDs beschrieben, indem eine vertikale Heterostruktur 1L-WS₂/hBN/1L-MoS₂ konstruiert wird, die die Photolumineszenzeffizienz von 1L-WS₂ deutlich erhöhen kann, wobei der Verstärkungsfaktor bis zu 4,2 erreichen kann. Mit Hilfe transienter Absorptionsspektren haben wir festgestellt, dass dieser Verstärkungseffekt der Photolumineszenz auf einen Energieübertrag von 1L MoS₂ zu 1L WS₂ zurückzuführen ist. Der Energieübertrag erfolgt im Pikosekundenbereich, aber seine Dauer übersteigt 100 ps, was darauf hinweist, dass die Exziton-Exziton-Rekombination eine wichtige Rolle beim Energieübertrag spielt. Darüber hinaus haben wir in den Heterostrukturen 2L-MoS₂/hBN/1L-WS₂ und 3L-MoS₂/hBN/1L-WS₂ ebenfalls einen Effekt zur Verbesserung der Photolumineszenz von 1L-WS₂ beobachtet. Diese Studie legt eine solide Grundlage für ein besseres Verständnis des Mechanismus des Energieübertrags in zweidimensionalen TMD-Heterostrukturen und schlägt einen praktischen Plan zur Optimierung der Leistung optoelektronischer Geräte auf der Basis von TMD-Heterostrukturen vor.

Übergangsmetall-Dichalkogenidverbindungen; van der Waals-Heterostrukturen; Photolumineszenz; resonanter Energietransfer; Exziton-Exziton-Rekombination