近日，公司王舒东副教授课题组利用先进的多体微扰方法，研究了非对称三层异质结构中的层间激发态性质。研究成果以《Diverse Excitonic Phenomena in Asymmetric Trilayer Transition Metal Dichalcogenide Heterostructures》为题在线发表于国际知名学术期刊The Journal of Physical Chemistry Letters。（文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.4c02526）该研究得到了国家自然科学基金项目的资助。
2022级硕士研究生张喆为论文的第一作者，王舒东副教授为唯一通讯作者，太阳成集团tyc122cc为本论文的唯一完成单位。
基于过渡金属二硫化物(TMDs)的范德华(vdW)异质结构被视作研究激子物理学的理想平台，能够提供丰富的激子景观。目前vdW异质双层中三种类型的激子已被人们广泛研究，分别是层内激子、层间激子(IX)、以及两者混合的杂化激子。其中层间激子因其优异的特性已被广泛用于探索多体效应，并在光电转换和激子集成电路领域中大放异彩。但以往的研究大多都是集中在由单层TMDs组成的异质双层之中，而将其拓展到三层甚至是更多层是否还能普遍获得空间分离的层间激子甚至是提供全新的激子种类，仍是一个悬而未决的问题。
文章提出将Janus层作为中间层，构建了MoS2/MoSSe/WSe2和MoS2/MoSSe/MoSe2两种构型的三层异质结构。不同于已报道对称三层异质结构，本项工作构建的这两种异质结均为非对称结构。在这两种构型中发现了多种激子状态，包括层间激子（IX）、隔层激子及其杂化态h-IX。其中h-IX 可以通过与层内激子杂化而具有光学亮度，并且h-IX的辐射寿命在77K下从亚纳秒到几十微秒不等。 研究还发现MoS2/MoSSe/MoSe2中低能级IX 的多样性高于MoS2/MoSSe/WSe2，这是因为 MoS2/MoSSe/MoSe2 中参与跃迁的能级更多。本工作的研究结果表明了通过操纵Janus层进行适当的能量排列对于在三层 TMD 异质结构中实现丰富的激子态至关重要，并为光子学和光电子学的技术进步铺平了道路。
