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過渡金屬二硫屬化物單層材料具有直接能隙、強激子響應與電場可調控的光學特性，是發展次世代光電與量子光子元件的重要平台。然而，如何兼顧大面積製造與室溫發光調控，仍是其走向實際應用的關鍵挑戰。為突破此瓶頸，本院應用科學研究中心呂宥蓉副研究員與日本東京大學化學工程系童俊智教授合作，成功將晶圓級單晶單層二維半導體（二硫化鉬），整合於原子級平坦的氮化鉿電漿子背閘極上，發展出可在室溫下操作的新型二維材料主動調變發光平台。

本研究發現，團隊發展的氮化鉿可作為光電元件閘極。其兼具高導電性、可調功函數、電漿子特性、半導體製程相容性，與二維材料結合有助於界面電荷累積，並促進三激子形成。結合閘極電壓控制與奈米共振腔設計，元件可在室溫下穩定運作，且發光調控幅度達傳統矽閘極元件的 5 倍。這項成果突破二維材料元件難以大面積製造與有效控制發光的限制，展示出可擴展、低功耗且具主動調控能力的二維半導體光源技術。未來有望應用於晶片上可重組光源、可見光通訊、與量子光電元件。研究成果已於2026 年5月25日發表在《自然光子學》《Nature Photonics》。研究經費由本院主題計畫與關鍵突破種子計畫、國科會、日本科學技術振興機構支持。