最近，一群非法造假者因使用模具生产约400件假冒奢侈珠宝物品而被捕。只需将熔融金属倒入由原始珠宝制成的模具中，他们就能制造出数百件假冒奢侈品。同样，在分子世界中，模板支架可以产生无穷无尽的任何形状或形式的分子晶体。

SunminRyu教授和博士。来自浦项科技大学(POSTECH)的候选人DogyeongKim(化学系)及其研究团队成功地生长了二维分子晶体(苝四甲酸二酐或PTCDA)的层状结构，并证实了它们的层内和层间激子相互作用(耦合)。该研究的结果最近发表在NatureCommunications上。

二维有机分子固体作为用于柔性显示器等应用的下一代半导体材料受到追捧。了解晶体中激子的特性对于未来在各种应用中使用二维有机分子至关重要。然而，由于有机分子倾向于聚集成没有特定结构的无形团块，过去对激子的研究遇到了障碍。

POSTECH的团队通过使用六方氮化硼(hBN)作为模具堆叠二维有机分子晶体来创建层状结构。氮化硼是一种不导电的绝缘材料。该团队将其用作支架，成功生产出二维有机分子晶体，并将这些晶体层堆叠在一起。

研究人员首先通过分析它们的光吸收程度和电子衍射模式来确定二维分子晶体的结构和排列。在选择性地将堆叠的二维有机分子晶体分离成所需的层数(或厚度)后，该团队还证实了分子激子的层内和层间耦合。

在单层中，分子振动随着温度的降低而降低，从而创造了更稳定的环境。结果，晶体内的激子能够与相对较远的激子相互作用，这通过荧光能量的变化得到了证实。此外，随着多层堆叠，由于层间激子与层内激子的“混合”，分子跃迁偶极子的整体取向不断变化。

然而，一旦晶体厚度达到一定阈值，层间分子偶极子的方向就停止变化并向单一方向收敛。据观察，通过控制层状结构的温度和厚度，可以实现对激子之间相互作用的控制。

SunminRyu教授解释说：“通过这项研究，我们展示了控制基于有机分子的二维材料的物理性质和激子运动的能力，”他补充说，他期待“在有机半导体和太阳能发电中的各种应用。“

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标签：分子激子层