Двухмерные переходные металлические дихалькогениды (TMDs) и их гетероструктуры обладают уникальными оптическими свойствами, что обеспечивает им широкие перспективы применения в развитии устройств следующего поколения для оптоэлектроники. Однако эффективность фотолюминесценции однослойных (1L) переходных металлических дихалькогенидов при комнатной температуре очень низка, что серьезно препятствует их практическому применению в оптоэлектронных устройствах. В данной статье представлен эффективный метод повышения эффективности фотолюминесценции однослойных TMDs — построение вертикальной гетероструктуры 1L-WS₂/hBN/1L-MoS₂, который значительно увеличивает эффективность фотолюминесценции однослойного WS₂, достигая максимального фактора усиления 4,2. С помощью транзиентной абсорбционной спектроскопии мы подтвердили, что эффект усиления флуоресценции обусловлен переносом энергии от 1L MoS₂ к 1L WS₂. Процесс передачи энергии происходит в пикосекундном масштабе времени, но длится более 100 пс, что указывает на важную роль аннигиляции экситон-экситон в переносе энергии. Кроме того, эффект усиления флуоресценции однослойного WS₂ наблюдается также в гетероструктурах 2L-MoS₂/hBN/1L-WS₂ и 3L-MoS₂/hBN/1L-WS₂. Это исследование создает хорошую основу для глубокого понимания механизма переноса энергии в двухмерных гетероструктурах TMDs и предоставляет практические решения для оптимизации производительности оптоэлектронных устройств на основе гетероструктур TMDs.

переходные металлические дихалькогениды; ван-дер-ваальсовы гетероструктуры; фотолюминесценция; резонансный перенос энергии; аннигиляция экситон-экситон