激子，通常可看成类氢原子的波色型准粒子，对外不显电性，玻尔半径只有纳米量级，可以作为连接光子和电子的桥梁。发展与光电子器件深度融合的激子器件，可为破解集成光电子器件在处理速度、集成化方面瓶颈提供基础支撑。过渡金属硫化物单层（TMDC）由于激子束缚能大、自旋-谷极化耦合、能带主动可调等优良特性，为研究室温激子物理及功能器件提供了理想平台。但扩散长度短仍是激子传输调控及器件化研究领域面临的重要挑战。目前实验观测到的激子扩散长度仍远低于理论极限，对于化学气相沉积法生长以及机械剥离制备的TMDCs单层而言，由于晶界、缺陷以及应力导致样品不均匀不可避免。因此，声子散射和样品不均匀导致的二维无序势是理解TMDCs单层中激子输运问题的关键。 

      近期，南开大学现代光学研究所齐鹏飞副研究员与北京大学方哲宇研究员、侯仰龙教授教授合作，在低维无序体系激子动力学研究中取得进展。该研究采用高灵敏光谱成像技术与飞秒泵浦探测技术，探究了WSe2单层中声子散射和二维无序势等因素对激子扩散及弛豫等非平衡动力学影响，澄清了制约激子长程传输的物理机制。证明激子扩散及弛豫过程受制于无序势中激子局域化和激子-声子散射之间的竞争，通过温度可调控声子数密度和激子在二维无序中的热涨落，进而影响二维无序势中激子-声子散射和激子局域化效应，优化温度来平衡两者，可实现激子扩散长度的成倍增加，对延长激子扩散长度与激子系统的热管理具有重要意义。 

    图1 声子散射与二维无序势调制的激子非平衡动力学。（a）温度依赖的激子有效扩散系数；（b）温度依赖的激子超快弛豫信号；（c）声子散射与激子局域化主导的激子扩散物理图像；（d）温度依赖激子超快弛豫物理图像。 

      2021年11月8日，相关研究成果以"Phonon Scattering and Exciton Localization: Molding Exciton Flux in Two Dimensional Disorder Energy Landscape"为题在线发表在elight。南开大学现代光学研究所齐鹏飞副研究员和北京大学骆洋博士为论文共同第一作者，方哲宇研究员为通讯作者。

      全文链接：

Qi, P., Luo, Y., Shi, B. et al. Phonon scattering and exciton localization: molding exciton flux in two dimensional disorder energy landscape. eLight 1, 6 (2021).

      媒体报道：

1、来自美国得克萨斯大学奥斯汀分校的Xiaoqin Li教授在Light: Science & Applications上为该文章撰写了Highlight：https://doi.org/10.1038/s41377-021-00657-9

2、Light学术出版中心、中国光学微信公众号

http://www.lightpublishing.cn/hostingPage

https://mp.weixin.qq.com/s/ld_b_nyF_cHz_0y4rass3A

3、美国科学促进会（AAAS）主办的国际科学新闻网EurekAlert!

https://www.eurekalert.org/news-releases/934098