寻找低载流子密度下的高效光学增益是实现小体积、低功耗半导体纳米激光器的关键。我们在二维半导体材料中通过栅压精密调控激子和带电激子(三子)的平衡分布及相互转化，首次在极低泵浦功率密度下证实了一种新型光学增益机制的存在，并理论阐明增益由三子提供，阈值比传统III-V半导体低4-5个数量级。该结果不仅为低泵浦下增益机制来源和未来低功耗有源器件开发提供了理论支撑，同时为研究多体物理和莫特相变等凝聚态物理核心问题提供重要实验依据。工作发表在国际光学顶尖期刊《光: 科学与应用》(Light: Science & Applications 9, 39，(2020))
此外，在二维材料中观测到了激子发光的超线性功率依赖阈值行为，并揭示该行为源于激子/三子的相互竞争及有限的掺杂度(ACS Photonics 2023, 10, 2, 412–420)
