声子辅助光子上转换是指低能量的入射光子可以通过吸收晶格中热振动产生的声子来补偿能量，使发射光子的能量高于入射光子。该效应在能量采集、生物传感、显示、激光和光学操纵等领域呈现出广阔的应用前景，并且被认为是在集成光电器件中实现无机械振动、无需制冷剂、体积小、易集成的光学微区制冷的关键手段之一。

    近年来，过渡金属硫族化合物（TMDs）单层中的声子辅助上转换效应引起了人们极大的兴趣，TMD单层更强的光学跃迁强度和声子-激子相互作用，以及弱介电屏蔽和强量子限制带来的高激子束缚能，使单层TMD成为增强上转换发光效率的理想平台，为探索室温下的激子物理和器件带来了更多机会。

    此外，TMD单层之间的弱范德瓦尔斯作用使其能与其他二维材料选择性堆叠，使得层间转角成为定制光电特性的新自由度。目前，在转角TMD中已经观察到了莫尔激子、莫尔极化激元、应变孤子和强关联态等全新的物理现象。然而，二维半导体层间转角影响声子辅助上转换的机制尚不清楚。

    近日，南开大学现代光学研究所齐鹏飞副研究员与北京大学物理学院方哲宇团队合作研究了WSe₂转角双层中的声子辅助上转换，在室温下观察到了上转换与常规光致发光（下转换）衬度反转的现象。如图1所示，在层间转角为5.5°的WSe₂双层中，上转换相较于单层增强了4倍，而下转换减弱了一半，双层/单层的发光强度比较下转换提高了8倍。利用超快激光泵浦探测和拉曼光谱等研究手段，这一现象被归因于WSe₂转角双层中光谱红移引起的上转换泵浦效率提高和晶格弛豫导致的层间激子转换效率降低的共同影响。