研究焦點

研究成果概述

二維材料近年來在科學與工程領域掀起熱潮，其中一大類被稱為「過渡金屬二硫族化合物」(TMDCs)，不僅只有次奈米等(sub nm scale)的厚度，還能展現出極為優異的光學特性。由於能在超小尺度下強烈地與光作用，這些材料被視為發展次世代光電元件的關鍵，希望能帶來更小、更省電的雷射與感測器。過去，科學家們已經成功利用光激發的方式讓TMDC材料發出雷射光。但若要真正應用在積體光電系統或通訊裝置上，就必須能直接用「電」來驅動，才符合實際需求。然而，這一突破一直沒有實現。

我們的研究團隊近期首次成功開發出世界上第一組能以電驅動的二維材料微腔雷射。在這項研究中，研究人員將單層鎢硒化物(WSe₂)結合到微碟型(microdisk)光學腔體(cavity)結構中，並透過交流電(AC)的注入，讓材料在室溫下就能產生雷射輸出。為了確認它的確是「雷射」，我們進一步檢測了光輸出的強度變化、光譜的收斂，以及光的相干性，結果都清楚地證實了雷射特性。

這項突破象徵著二維材料雷射從「只能靠外部光源激發」邁向「真正電驅動」的重要里程碑。它不僅展現了二維材料的巨大潛力，更為未來小型化光電元件的實際應用打開了新大門。未來，這樣的技術有望結合矽光子學、量子光學與高速光通訊，推動新世代資訊科技的發展。