Двухмерные переходные металлические соединения серы (TMDs) и их гетероструктуры обладают уникальными оптическими свойствами, что делает их перспективными для развития следующего поколения оптоэлектронных устройств. Однако на комнатной температуре эффективность фотолюминесценции монослоя (1L) переходных металлических соединений серы крайне низкая, что серьезно затрудняет их практическое применение в оптоэлектронных устройствах. В данной статье описывается эффективный метод повышения эффективности фотолюминесценции монослоя TMDs путем создания вертикальной гетероструктуры 1L-WS₂/hBN/1L-MoS₂, который способен значительно увеличить эффективность фотолюминесценции монослоя WS₂, при этом коэффициент увеличения может достигать 4,2. С помощью сверхбыстрого поглощения света мы проверили, что этот эффект увеличения фотолюминесценции вызван переносом энергии от 1L MoS₂ к 1L WS₂. Передача энергии происходит на временных масштабах в пикосекунды, но ее длительность превышает 100 пс, что указывает на важное влияние рекомбинации экситон-экситон на передачу энергии. Кроме того, в гетероструктурах 2L-MoS₂/hBN/1L-WS₂ и 3L-MoS₂/hBN/1L-WS₂ мы также наблюдали эффект увеличения фотолюминесценции монослоя WS₂. Данное исследование заложило хорошую основу для более глубокого понимания механизма передачи энергии в гетероструктурах двухмерных TMDs и предложило практический план для оптимизации характеристик оптоэлектронных устройств, основанных на гетероструктурах TMDs.

переходные металлические соединения серы; гетероструктуры ван-дер-ваальса; фотолюминесценция; резонансный перенос энергии; рекомбинация экситон-экситон