東京大學工學研究科組成的國際研究團隊與台灣中央研究院應用科學研究中心合作，成功開發出以二維半導體「單層二硫化鉬(MoS₂)」為核心的光電元件，並首次在室溫下實現大面積、高效率且可透過電場控制發光強度，可望為新世代光電子元件發展帶來重要突破。
單層MoS₂因僅有單一原子層厚度，兼具優異的光電特性而被視為次世代發光元件、光通訊及光子晶片的重要材料。然而，過去受限於材料特性與電荷控制能力，難以在大面積材料上於室溫下穩定且高效率地調整發光。此次研究團隊採用氮化鉿(HfN)閘極電極取代一般高濃度摻雜矽閘極，有效調整控制MoS₂內部電荷分布，促使發光強度可達約24%的電控調變幅度，調變效率較既有技術提升約5倍，並成功將控制範圍擴展至超過5,000 μm²的大面積區域，展現良好的製程擴充潛力。
此外，研究團隊導入了由金屬奈米粒子與金屬反射鏡組成的電漿子(Plasmonic)共振腔，藉由將光侷限於奈米尺度空間，大幅提升光與MoS₂之間的耦合效率。在維持電控發光功能的同時，元件發光強度進一步提升達46倍，兼具高亮度與可調控特性。此項研究成果證實二維半導體可於室溫下實現高效率、大面積的電控發光，未來可望應用於超薄發光元件、積體光子電路、光通訊、量子光源及低功耗光電整合晶片等新世代光電子技術領域。