近日，纳米光子学研究院严佳豪副教授、刘心悦助理教授与美国佐治亚理工学院 Wenshan Cai、斯坦福大学 Mohammad Taghinejad 等合作，在范德瓦尔斯（vdW）异质结可控辐射能量转移和方向性激子发射研究中取得进展，相关成果发表在国际学术期刊Laser & Photonics Reviews (IF: 13.138)。

异质结构中的能量转移与层间垂直间距密切相关，该层间能量转移的可调谐性是vdW异质结在光子或光电子器件中应用的关键。然而，目前基于vdW异质结的层间能量转移研究主要集中在层间距较小（<20 nm）的福斯特能量转移和电荷转移上，而以辐射能量转移为主的层间距较大（>20 nm）的耦合还不清楚。基于此，严佳豪副教授等利用基于辐射能量转移机制的二硫化钨（WS2）/六方氮化硼（hBN）/WS2异质结实现了对光场的调控。他们设计了单层WS2/hBN与单层或多层WS2相结合的垂直vdW异质结，单层WS2中的激子可以作为具有特定远场辐射模式的面内偶极子源，同时，高折射率的多层WS2和中折射率的hBN形成具有亚波长光局域特性的谐振腔。这种vdW异质结中的辐射能量转移具有厚度依赖性，通过改变hBN间隔层和多层WS2的厚度能够对激子发射的强度和方向性进行调控，为构建vdW纳米光子和光电子器件提供了一种方案。