Dichalcogénures de métaux de transition (TMD), un semi-conducteur bidimensionnel (2-D), sont des matériaux prometteurs pour les dispositifs optoélectroniques de nouvelle génération. Ils peuvent émettre une lumière intense en raison des grandes énergies de liaison des excitons, quasiparticules composées d'une paire électron-trou, ainsi qu'une nature atomiquement mince. Dans les appareils électroluminescents 2D existants, cependant, l'injection simultanée d'électrons et de trous dans des matériaux 2D a été difficile, ce qui se traduit par une faible efficacité d'émission lumineuse.

Pour surmonter ces problèmes, Le groupe du professeur Gwan-Hyoung Lee à l'Université nationale de Séoul et le groupe du professeur Chul-Ho Lee à l'Université de Corée ont démontré des transistors à effet de champ électroluminescents (LEFET) tout 2D en jalonnant des matériaux 2D. Ils ont choisi le graphène et la monocouche WSe 2 comme électrode de contact et canal ambipolaire, respectivement. Typiquement, une jonction entre le métal et le semi-conducteur a une grande barrière énergétique. Il en est de même à la jonction du graphène et du WSe 2 .

Cependant, Le groupe de Lee a utilisé l'électrode de graphène accordable par barrière comme clé pour l'injection sélective d'électrons et de trous. Étant donné que le travail de sortie du graphène peut être réglé par un champ électrique externe, la hauteur de la barrière de contact peut être modulée dans le WSe en contact avec du graphène 2 transistor, permettant l'injection sélective d'électrons et de trous à chaque contact de graphène. En contrôlant les densités d'électrons et de trous injectés, une efficacité élevée d'électroluminescence aussi élevée que 6% a été obtenue à température ambiante.

En outre, il a été démontré que, en modulant les contacts et le canal avec trois portes séparées, la polarité et l'émission lumineuse des LEFET peuvent être contrôlées, montrant les grandes promesses des LEFET tout 2D dans les dispositifs logiques à plusieurs chiffres et les circuits optoélectroniques hautement intégrés.

Cette recherche est publiée sous la forme d'un article intitulé "Multi-operation mode light-emitting field effect transistors based on van der Waals heterostructure" dans Matériaux avancés .