Silicon nanoantennas for tailoring the optical properties of MoS2 monolayers
2 UOC - University of Crete [Heraklion]
3 LAAS-MPN - Équipe Matériaux et Procédés pour la Nanoélectronique
4 CEMES-NeO - Nano-Optique et Nanomatériaux pour l'optique
5 CEA-LETI - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information
6 IPKM - Institut für Physik Kondensierter Materie = Institute of Condensed Matter Physics
7 LPCNO - Laboratoire de physique et chimie des nano-objets
8 IUF - Institut universitaire de France
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1604742
- ORCID : 0009-0000-9346-862X
- Fonction : Auteur
- PersonId : 20601
- IdHAL : peter-wiecha
- ORCID : 0000-0002-4571-0116
- IdRef : 203873327
- Fonction : Auteur
- PersonId : 20681
- IdHAL : aurelien-cuche
- ORCID : 0000-0002-1851-9578
- IdRef : 140781471
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1604743
- ORCID : 0000-0001-6617-0369
- Fonction : Auteur
- PersonId : 14226
- IdHAL : glarrieu
- ORCID : 0000-0001-5157-2277
- IdRef : 079105432
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1162061
- IdHAL : jonas-muller
- ORCID : 0000-0002-8703-0872
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1570666
- ORCID : 0000-0002-1736-0104
- Fonction : Auteur
- PersonId : 170981
- IdHAL : bernhard-urbaszek
- ORCID : 0000-0003-0226-7983
- IdRef : 148061141
- Fonction : Auteur
- PersonId : 170766
- IdHAL : xavier-marie
- ORCID : 0000-0002-7772-2517
- IdRef : 069960682
- Fonction : Auteur
- PersonId : 785795
- ORCID : 0000-0002-1908-8618
- Fonction : Auteur correspondant
- PersonId : 1510136
- ORCID : 0000-0001-7276-4403
Connectez-vous pour contacter l'auteur
- Fonction : Auteur
- PersonId : 18236
- IdHAL : vincentpaillard
- ORCID : 0000-0002-9085-0396
- IdRef : 160845742
- Fonction : Auteur correspondant
- PersonId : 763892
- IdHAL : jean-marie-poumirol
- ORCID : 0000-0003-4211-4033
- IdRef : 15638020X
Connectez-vous pour contacter l'auteur
- Fonction : Auteur correspondant
- PersonId : 1176921
- ORCID : 0000-0001-8310-710X
Connectez-vous pour contacter l'auteur
Résumé
Silicon-based dielectric nanoantennas provide an effective platform for engineering light–matter interactions in van der Waals semiconductors. Here, we demonstrate near-field coupling between monolayer MoS2 and silicon nanoantennas arranged in hexagonal lattices with tunable geometric parameters, leading to a threefold enhancement in photoluminescence and an excitation-wavelength-dependent emission that aligns with Mie-resonant modes. Raman spectroscopy reveals an up to eightfold enhancement in the vibrational modes of MoS2, while second-harmonic generation exhibits a 20 to 30-fold increase in efficiency, closely correlating with the presence of the underlying nanoantennas. Our experiments and simulations quantify the tunable benefits of the near-field interactions, taking into account thin-film interference and strain-induced effects. Our findings present dielectric nanoantennas as a promising platform for tailoring linear and nonlinear optical properties in 2D materials, with potential applications in nanophotonic devices and integrated photonics.