Direct exciton emission from atomically thin transition metal dichalcogenide heterostructures near the lifetime limit.
Direct exciton emission from atomically thin transition metal dichalcogenide heterostructures near the lifetime limit.
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DOI：
10.1038/s41598-017-09739-4
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发表时间：
2017-09-28
影响因子：
4.6
通讯作者：
Finley JJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wierzbowski J;Klein J;Sigger F;Straubinger C;Kremser M;Taniguchi T;Watanabe K;Wurstbauer U;Holleitner AW;Kaniber M;Müller K;Finley JJ
我们证明了原子级薄的过渡金属二硫属化物（TMDC）MoSe 2，WSe 2和MoS 2的自由激子的非均匀线宽的减少，通过封装在几个纳米厚的hBN。封装的结果表明，在一个显着的减少10 K激子线宽下降到3.5毫电子伏的n-MoSe 2，5.0毫电子伏的p-WSe 2和4.8毫电子伏的n-MoS 2。有证据表明，hBN环境有效地降低费米能级，因为相对光谱权重向中性激子发射在n-掺杂TMDC和向带电激子发射在p-掺杂TMDC。此外，我们发现，完全封装的二硫化钼显示出可分辨的激子和trion发射，即使在高功率密度激发后，与非封装材料。我们的研究结果表明，封装的机械剥离的几个单层TMDC内纳米厚的hBN显着提高光学质量，产生超窄的线宽，接近均匀的限制。
We demonstrate the reduction of the inhomogeneous linewidth of the free excitons in atomically thin transition metal dichalcogenides (TMDCs) MoSe2, WSe2 and MoS2 by encapsulation within few nanometre thick hBN. Encapsulation is shown to result in a significant reduction of the 10 K excitonic linewidths down to ∼3.5 meV for n-MoSe2, ∼5.0 meV for p-WSe2 and ∼4.8 meV for n-MoS2. Evidence is obtained that the hBN environment effectively lowers the Fermi level since the relative spectral weight shifts towards the neutral exciton emission in n-doped TMDCs and towards charged exciton emission in p-doped TMDCs. Moreover, we find that fully encapsulated MoS2 shows resolvable exciton and trion emission even after high power density excitation in contrast to non-encapsulated materials. Our findings suggest that encapsulation of mechanically exfoliated few-monolayer TMDCs within nanometre thick hBN dramatically enhances optical quality, producing ultra-narrow linewidths that approach the homogeneous limit.
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影响因子：
--
作者：
MALITSON, IH
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MALITSON, IH
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