近日，深圳大學張晗教授團隊在材料學領域的權威刊物《Advanced Materials》（影響因子21.95，中科院JCR 1區，TOP期刊）上發表了題為《Many-Body Complexes in 2D Semiconductors》的綜述性學術論文（DOI: 10.1002/adma.201706945）。深圳大學裴家杰博士是第一作者，張晗教授和澳大利亞國立大學Yuerui Lu教授為共同通訊作者，深圳大學為第一單位。

石墨烯的發現開啟了二維材料世界的大門。此后，大量的二維材料及其新奇的特性被相繼發現，涵蓋金屬、半導體和絕緣體等。其中，過渡金屬二硫化物（TMDs）和黑磷（BP）由于其固有的帶隙和獨特的性質在光電子應用中具有巨大的潛力，在“后石墨烯時代”引起了極大的關注。在二維尺度上，半導體的光電特性會發生顯著變化，如由間接帶隙變為直接帶隙（TMDs）或帶隙能量隨層數可控（BP）。由于維度的降低，材料內部的介電屏蔽效應顯著減少、電子-空穴的庫侖相互作用顯著增強，二維半導體內的多體復合結構（激子，帶電激子，雙激子等）的結合能顯著提升，使得它們不僅能夠在室溫下穩定存在，并且對材料的光學和電學性質起到決定作用。此外，二維半導體的原子級厚度和極大的比表面積使得這些多體復合結構的特性對于外界刺激非常敏感，可基于此實現新穎的光伏、檢測、傳感等器件的開發。為了充分應用二維半導體在光電子學中的潛在功能，必須全面了解其內在的多體復合結構。本文綜述了近期二維半導體中多體復合結構相關的前沿研究進展，包括基礎理論、實驗研究、性能調控和光電應用四個方面。首先，理論總結了TMDs和BP的電子結構和激子效應；然后討論了表征多體復合結構的主要實驗技術以及擴散動力學；接下來歸類了三種二維半導體材料特性的調控方法和代表性的光電應用。最后，展望了該領域的當前挑戰和未來前景，為潛在的研究方向提供進一步的建議。

本項工作得到了國家自然科學基金、深圳市孔雀團隊、深圳市黑磷光電技術工程實驗室、深圳市重點科技項目、中國博士后基金等多項基金的支持。

論文鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201706945