Optical properties of transition metal dichalcogenides heterostructures MoS2/WS2 heterojunctions
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Luiz Gustavo de Oliveira Lopes Cançado
Matheus Josué de Souza Matos
Matheus Josué de Souza Matos
Resumo
The study of two-dimensional semiconductor heterostructures is of great interest for applications such as the implementation of solar cells and various nanoscale devices such as tunnel field effect transistors. Our work aimed to understand how the interaction between different monolayers of transition metal dichalcogenides in vertical heterostructures affects their optical properties. We are particularly interested in how energy and charge exchange processes take place, and in the formation of interlayer excitons. We studied the photoluminescence dependence on temperature and excitation power in addition to Raman spectroscopy and atomic force microscopy, used to characterize the samples. We find evidence of an energy transfer mechanism between excitons of different layers when they are in direct contact, while in layers separated by a thin h-BN layer, we see a charge transfer via tunneling through this h-BN layer.
Abstract
O estudo de heteroestruturas semicondutoras bidimensionais é de grande interesse para aplicações como a implementação de células solares e vários dispositivos em nanoescala, como transistores de efeito de campo de túnel. Nosso foco neste trabalho foi entender como a interação entre diferentes monocamadas de dicalcogenetos de metais de transição (TMDs) em heteroestruturas verticais afeta suas propriedades ópticas. Estamos particularmente interessados em como ocorrem os processos de troca de energia e carga, e na formação de éxcitons entre-camadas. Estudamos a dependência da fotoluminescência com a temperatura e a potência de excitação além da espectroscopia Raman e microscopia de força atômica, utilizadas para a caracterização das amostras. Encontramos evidências de um mecanismo de transferência de energia entre éxcitons de diferentes camadas quando estão em contato direto, enquanto em camadas separadas por uma fina camada de h-BN vemos uma transferência de carga via tunelamento através dessa camada de h-BN.
Assunto
Heteroestruturas semicondutoras, Transferência de carga, Metais de transição
Palavras-chave
TMDs, Heterostructures, Monolayers, MoS2, WS2, FRET, Charge transfer