南京大学/清华大学，Nature！

本文研究了一种基于二维半导体异质结构中界面电荷转移的光学冷却新机制。传统固体光学制冷依赖声子辅助上转换光致发光，对量子效率和激发能量要求苛刻，且难以实现二维材料的有效热隔离。南京大学徐伟高、清华大学熊启华及高华健院士团队在WSe2/MoSe2异质结中，通过构建中等层间耦合状态，利用声子辅助的界面电荷转移过程非辐射提取晶格能量。拉曼热测法显示，在室温下WSe2层晶格温度可降低约113 K。瞬态吸收光谱证实，该电荷转移过程在飞秒尺度完成，效率达99.7%，有效抑制了热载流子弛豫产热。分子动力学模拟揭示，界面热阻显著抑制了环境热回流，维持了亚纳米尺度上的温度梯度。该方法不依赖高量子效率或共振激发，即使在低质量CVD材料中也能实现显著制冷，极大拓宽了光学制冷的材料选择。该研究为量子系统、纳米光电器件等提供了无需制冷剂的热管理新策略。