Tesis
Propriedades óticas e dinâmica de vale de estados excitônicos em monocamadas de dicalcogenetos de metais de transição
Registro en:
RICHE, Flavio Elias. Propriedades óticas e dinâmica de vale de estados excitônicos em monocamadas de dicalcogenetos de metais de transição. 2020. 146 f., il. Dissertação (Mestrado em Física)—Universidade de Brasília, Brasília, 2020.
Autor
Riche, Flavio Elias
Institución
Resumen
Na presente dissertação, investigamos a dinâmica de vale de estados excitônicos em mono-
camadas de dicalcogenetos de metais de transição (TMD). Mais especificamente, realizamos
duas pesquisas relacionadas à descrição teórica dessas quasipartículas, estudando a manipulação
de suas propriedades para possíveis aplicações em dispositivos optoeletrônicos. Na primeira
pesquisa, tratamos da dinâmica de éxcitons e biéxcitons em monocamadas de Mo1−xWxSe2.
Para analisar o impacto de diferentes canais de transição, realizamos um estudo sistemático
do caso mais simples ao mais complexo. Em contraste com a monocamada binária de WSe2
– caracterizada por baixa intensidade de fotoluminescência (PL) e alta polarização de vale a
baixas temperaturas – e com a monocamada de MoSe2 – caracterizada por alta intensidade de
PL e baixa polarização –, nossos resultados mostram ser possível construir uma liga ternária,
com concentração intermediária de tungstênio, que apresente simultaneamente uma emissão de
luz consideravelmente alta e uma orientação ótica eficiente do pseudospin de vale. Na segunda
pesquisa, analisamos a emissão de tríons à temperatura ambiente. Nas monocamadas de WSe2, a
PL do tríon é detectada usualmente a baixas temperaturas, desaparecendo à temperatura ambiente.
Tal característica dificulta em muito aplicações práticas envolvendo tríons nesse material. Com
base na análise dos processos de espalhamento e recombinação, identificamos os principais
responsáveis pela falta de emissão de tríons a T = 300 K – em especial, os efeitos das cor-
relações de muitos corpos entre estados excitônicos claros e escuros. Com vistas a se atingir
uma intensidade de PL significativa para tríons à temperatura ambiente, com concentrações de
portadores de carga facilmente reproduzidas experimentalmente, a redução dos espalhamentos
envolvendo estados escuros é necessária. Nossas descobertas sobre ligas de dicalcogenetos de
metais de transição e monocamadas de WSe2 negativamente dopadas abrem caminhos para o
desenvolvimento de dispositivos valetrônicos e optoeletrônicos de alta performance.