二維半導體被譽為下一代半導體技術，其特征在于其單原子層厚度。由于其超薄結構，二維半導體表現出卓越的光學特性并提供靈活性，以及??與其他材料的出色集成能力，適用于廣泛的應用。利用這些屬性，它們被應用于先進柔性器件、納米光子器件和太陽能電池等不同領域。二維半導體光學特性的一個關鍵方面是激子的存在，激子是電子空穴對。利用這些激子的產生和重組為發光器件以及各種光學和電子應用的開發開辟了途徑。另一個重要的光學現象涉及對三重子(帶電激子)的精確控制。Trion 的操作為設備應用提供了多種功能。
浦項科技大學 (POSTECH) 物理系 Kyoung-Duck Park 教授和博士研究生 Mingu Kang 與蔚山國立科學技術學院化學系 Yung Doug Suh 教授合作開展的研究( UNIST)(同時也是 IBS 多維碳材料中心副主任)和忠北國立大學物理系的 Hyun Seok Lee 教授開發了具有金納米線結構的尖端增強腔光譜系統。該系統動態地操縱激子和三重子的相互轉換，允許納米級控制和研究它們的發射特性。該方法使研究人員成功發現了trion的產生機制。
金屬和半導體的集成可以導致具有獨特光學和電學特性的多功能光電器件的發展。研究小組制造了金納米線與單層二維半導體二硒化鉬(MoSe 2)的混合結構。他們還通過將混合結構與尖端增強納米光譜相結合，構建了尖端增強腔光譜系統。
激光照射到精心設計的金納米線結構上會誘導表面等離激元駐波的形成。最初，其目的是在二維半導體中誘導激子向三重子的轉換，但發現多極模式有助于轉換過程。尖端增強腔光譜系統通過實現約 10 nm 的空間分辨率(超越光學衍射極限)，促進了納米級激子和三重子光學性質的研究。該系統可以揭示三重子產生的基本原理，并能夠以可逆的方式動態操縱激子-三重子相互轉換。
此外，動態控制的金尖端將光集中在納米級區域內，產生高能熱電子。這些電子可以注入二維半導體中，影響三重子的產生。這種方法不僅促進了高精度測量工具的發展，能夠以超高分辨率操控材料，而且促使研究人員提出了一種在納米尺度上控制半導體中激子和三重子的新穎平臺。
該研究的主要作者 Mingu Kang 表示：“我們成功演示了激子和三重子的納米級操縱，并揭示了激子準粒子、等離子體激元和熱電子之間相互作用的原理。” 他補充說：“這一突破可能為使用激子和三重子的光電器件應用開辟新途徑，例如太陽能電池和光電集成電路。”
忠北國立大學物理系的 Su Jin Kim 以及浦項科技大學的綜合博士生 Huitae Joo、Yeonjeong Koo 和 Hungwoo Lee 是這項研究的貢獻者。該研究最近發表在國際期刊Nano Letters上，由韓國國家研究基金會、科學和信息通信技術部、電子和電信研究所、三星未來技術孵化計劃、研發成果商業化促進機構贊助、韓國化學技術研究所、UNIST 和基礎科學研究所 (IBS)。

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