Exciton spectroscopy and diffusion in MoSe2-WSe2 lateral heterostructures encapsulated in hexagonal boron nitride - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Pré-Publication, Document De Travail Année : 2022

Exciton spectroscopy and diffusion in MoSe2-WSe2 lateral heterostructures encapsulated in hexagonal boron nitride

Dorian Beret
  • Fonction : Auteur
Ioannis Paradisanos
Ziyang Gan
  • Fonction : Auteur
Emad Naja Dehaghani
  • Fonction : Auteur
Antony George
  • Fonction : Auteur
Tibor Lehnert
  • Fonction : Auteur
Johannes Biskupek
  • Fonction : Auteur
Shivangi Shree
  • Fonction : Auteur
Ana Estrada-Real
  • Fonction : Auteur
Delphine Lagarde
  • Fonction : Auteur
Jean-Marie Poumirol
  • Fonction : Auteur
Vincent Paillard
  • Fonction : Auteur
Kenji Watanabe
  • Fonction : Auteur
Takashi Taniguchi
  • Fonction : Auteur
Xavier Marie
Ute Kaiser
  • Fonction : Auteur
Pierre Renucci
  • Fonction : Auteur
Andrey Turchanin
  • Fonction : Auteur
Bernhard Urbaszek

Résumé

Chemical vapor deposition (CVD) allows lateral edge epitaxy of transition metal dichalcogenide heterostructures with potential applications in optoelectronics. Critical for carrier and exciton transport is the quality of the two materials that constitute the monolayer and the nature of the lateral heterojunction. Important details of the optical properties were inaccessible in as-grown heterostructure samples due to large inhomogeneous broadening of the optical transitions. Here we perform optical spectroscopy at T = 4 K and also at 300 K to access the optical transitions in CVD grown MoSe2-WSe2 lateral heterostructures that are transferred from the growth-substrate and are encapsulated in hBN. Photoluminescence (PL), reflectance contrast and Raman spectroscopy reveal considerably narrowed optical transition linewidth similar to high quality exfoliated monolayers. In high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) we find near-atomically sharp junctions with a typical extent of 3nm for the covalently bonded MoSe2-WSe2. In PL imaging experiments we find effective excitonic diffusion length that are longer for WSe2 than for MoSe2 at low T=4 K, whereas at 300 K this trend is reversed.

Dates et versions

hal-03863628 , version 1 (21-11-2022)

Identifiants

Citer

Dorian Beret, Ioannis Paradisanos, Ziyang Gan, Emad Naja Dehaghani, Antony George, et al.. Exciton spectroscopy and diffusion in MoSe2-WSe2 lateral heterostructures encapsulated in hexagonal boron nitride. 2022. ⟨hal-03863628⟩
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