二次元半導体は原子層レベルの極薄さとファンデルワールス集積特性を持ち、室温における発光は励起子が主導し、マイクロ・ナノ光電子デバイスの最先端研究材料である。その中で、電気励起型励起子発光デバイスは、新規な発光物理の研究とマイクロ・ナノ光電デバイスの集積応用推進の鍵となる。現状、二次元半導体励起子発光デバイスは主に可視光帯に集中しており、近赤外通信帯の電気発光デバイスの構築には依然として課題がある。本研究は、二層および三層の黒リンの励起子近赤外蛍光特性に基づき、横方向電場を用いて励起子発光を制御し、さらに電場駆動型の非注入型励起子近赤外発光デバイスを構築し、動作波長はそれぞれ約1150 nmおよび1500 nm付近である。少層黒リン励起子を用いた近赤外電気駆動発光デバイスは、二次元材料の電気発光デバイスの波長帯を拡張し、近赤外マイクロ・ナノ発光デバイスに新たな材料と道筋を提供する。

二次元材料;黒リン;励起子;近赤外;発光ダイオード