Спектр экситонных состояний в 2D слоях дихалькогенидов переходных металлов включает оптически разрешенные (светлые) и запрещенные (темные) экситоны. Нами впервые было проведено исследование влияние напряжений на знак и величину расщепления между ними для серий прямых и непрямых в k-пространстве экситонов в монослоях и бислоях MoS₂. Величина и тип напряжений, вносимых при штамп-переносе слоев на планарные или профилированные подложки, определялись по сдвигу рамановских мод. Спектроскопия микро-фотолюминесценции с временным разрешением была использована для определения температурных зависимостей затухания быстрых и медленных компонент излучения. Анализ результатов с учетом того, что характерные времена затухания увеличиваются с ростом температуры, когда верхнее состояние темное, и уменьшаются, когда оно светлое, позволил определить взаимное расположение экситонных состояний и оценить его влияние на общую интенсивность излучения. К примеру, светлое состояние оказалось самым низким для К-К′ серии в ненапряженном монослое, причем расщепление между темным и светлым уровнями не превышает 2 мэВ, как было предсказано теорией. Однако оно может увеличиться в несколько раз при сжатии и изменить знак на противоположный в случае растягивающих напряжений.

Публикации

1. Ilya A. Eliseyev, Aidar I. Galimov, Maxim V. Rakhlin, Evgenii A. Evropeitsev, Alexey A. Toropov, Valery Yu. Davydov, Sebastian Thiele, J?rg Pezoldt, and Tatiana V. Shubina, Photoluminescence Kinetics of Dark and Bright Excitons in Atomically Thin MoS2, Phys. Stat. Sol.- Rapid Research Letters 2100263 (2021), DOI: 10.1002/pssr.202100263