过渡金属二硫化物（TMD）是一类具有类似石墨烯结构的二维材料，通过不同TMD的单层堆叠可形成新的异质结构，且通过改变TMD的种类以及堆叠方式可调整异质结构的性质。许多单层TMD是具有光学活性的半导体，采用特定波长的光照射后，电子从价带激发到导带，留下带正电的空穴。带负电的电子与带正电的空穴之间通过库伦作用束缚在一起形成激子，很快电子和空穴重新组合并发出具有特征波长的光。激子的存在时间一般较短，但通过选择不同的单层TMD，可使电子和空穴处于不同单层，这种空间分离可形成层间激子（ILE），实现激子的存在时间的延长以及发射光的波长的改变。研究人员通过先进工艺将单层MoSe2与单层WSe2按一定方式准确堆叠，并用六方氮化硼进行封装，随后采用NRL最新开发的扁平化技术进行处理，最终制备出MoSe2-WSe2异质结构。研究结果显示：室温下MoSe2-WSe2异质结构中观察到了ILE；低温下，跃迁和自旋轨道耦合导致ILE可发射两种不同的光。
这项研究促进了对TMD异质结构相互作用的理解，并为未来TMD异质结构的应用提供了理论基础，将推动海军和国防部在化学传感器、纳米激光器、光电探测器等新型光电器件领域的发展。
