近日，中國科大合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家實(shí)驗(yàn)室國際功能材料量子設(shè)計(jì)中心在二維材料激子效應(yīng)的理論研究方面取得重要進(jìn)展，研究人員利用GW-BSE方法計(jì)算了單層黑磷、氟化石墨烯、氮化硼等一系列二維材料的激子結(jié)合能，并揭示出此類材料的激子結(jié)合能與其準(zhǔn)粒子能隙之間存在顯著的線性標(biāo)度關(guān)系。該研究成果以“Linear Scaling of the Exciton Binding Energy versus the Band Gap of Two-Dimensional Materials”為題于8月7日發(fā)表在國際權(quán)威物理學(xué)雜志《物理評論快報(bào)》上，中心博士后Jinho Choi與微尺度國家實(shí)驗(yàn)室崔萍博士為共同第一作者。 Qi]Z)v{^  
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激子結(jié)合能也稱激子效應(yīng)，是分離組成激子的電子-空穴對所需要提供的能量，其大小在許多基于半導(dǎo)體的光伏與光電器件的工作效率中起著至關(guān)重要的作用。精確確定不同維度的各種材料的激子結(jié)合能，具有廣泛的基礎(chǔ)與應(yīng)用價(jià)值。在已報(bào)道的不同維度的材料體系里，激子結(jié)合能的變化范圍很廣。三維體系，如半導(dǎo)體體材料，由于有效的庫侖屏蔽作用，使得這類材料中只能形成弱束縛的激子，其結(jié)合能一般只有幾十毫電子伏特。隨著體系的維度降低，庫侖屏蔽作用也會(huì)減弱，從而導(dǎo)致更強(qiáng)的激子效應(yīng)。近期的研究發(fā)現(xiàn)，很多一維和二維材料的激子結(jié)合能都比相應(yīng)的體材料大得多，相應(yīng)的激子效應(yīng)也更加顯著，從而可為設(shè)計(jì)新的能量轉(zhuǎn)換器件提供新機(jī)遇。