- Titel
- Micro- and nano-optical spectroscopy investigation of 2D transition metal dichalcogenides (TMDCs)
- Zitierfähige Url:
- https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa2-881576
- Erstveröffentlichung
- 2023
- Datum der Einreichung
- 24.05.2023
- Datum der Verteidigung
- 13.11.2023
- Abstract (DE)
- Diese Dissertation konzentriert sich auf die Untersuchung der Schwingungs- und exzitonischen Eigenschaften von zweidimensionalen Übergangsmetall-Dichalkogeniden (TMDCs) unter Verwendung von mikro- und nanooptischer Spektroskopie. Im ersten Teil der Arbeit wird Mikro-Raman-Spektroskopie verwendet, um die Schwingungseigenschaften von 2D-TMDC-Homo- und Heterostrukturen zu untersuchen, mit dem Ziel, die Hochfrequenz-Raman-Signatur für die Wechselwirkung zwischen den Schichten und die Gitterdynamik zu erforschen. Basierend auf einer systematischen Raman-Studie, unterstützt durch Photolumineszenz- (PL) und Topographie-Untersuchungen an nicht gekoppelten und gekoppelten TMDC-Doppellagen, wird die aus der Ebene herausragende $B_{2g}$-Schwingungsmode experimentell als ein charakteristischer Raman-Fingerabdruck zur Einschätzung der Wechselwirkung zwischen den Schichten in 2D-TMDC-Systemen erklärt. Darüber hinaus wird anhand eines Beispiels mit verdrehter Doppellage (tB) von WSe$_2$ als typisches TMDC gezeigt, dass das Raman-Intensitätsverhältnis der beiden Peaks $I_{B_{2g}}/I_{{E_{2g}}/{A_{1g}}}$ mit der Entwicklung der Moiré-Periode korreliert. Mit einer Reihe temperaturabhängiger Raman- und Photolumineszenz-Messungen sowie \textit{ab initio}-Berechnungen wird das Intensitätsverhältnis $I_{B_{2g}}/I_{{E_{2g}}/{A_{1g}}}$ als Signatur der Gitterdynamik in tB-WSe$_2$-Moiré-Übergittern erklärt. Durch die weitere Untersuchung verschiedener Materialkombinationen von verdrehten Hetero-Doppellagen werden die Ergebnisse auf alle Arten von Mo- und W-basierten TMDCs erweitert. Im zweiten Teil der Dissertation wird die spitzenverstärkte Photolumineszenz-Spektroskopie (TEPL) eingesetzt, um die konventionelle optische Auflösungsgrenze zu überwinden und die konkurrierenden Mechanismen der lokalen Photolumineszenz-Dämpfung und -Verstärkung an 2D-TMDC/hBN/Plasmonik-Grenzflächen zu verstehen. Durch den Vergleich verschiedener Nahfeldemissions-Eigenschaften und TEPL-Spektren in Abhängigkeit von der Spitzen-Proben-Entfernung an einer komplexen Monolagen-MoSe$_2$/hBN/NT/SiO$_2$-Probe werden die lokalisierte Oberflächenplasmonenresonanz (LSPR), die Elektronen-Dotierung und der Tunneltransport sowie hochlokalisierte Belastung als dominierende Faktoren für die lokale PL-Dämpfung und -Verstärkung identifiziert.
- Freie Schlagwörter (EN)
- 2D TMDCs, Optical spectroscopy, Tip-enhanced optical spectroscopy, Vibrational properties, Moiré superlattices
- Klassifikation (DDC)
- 530.411
- Normschlagwörter (GND)
- Optische Spektroskopie, Schwingung, Übergitter
- GutachterIn
- Prof. Dr. Christoph Tegenkamp
- BetreuerIn Hochschule / Universität
- Prof. Dr. Dr. h. c. Dietrich R. T. Zahn
- Den akademischen Grad verleihende / prüfende Institution
- Technische Universität Chemnitz, Chemnitz
- Version / Begutachtungsstatus
- publizierte Version / Verlagsversion
- URN Qucosa
- urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa2-881576
- Veröffentlichungsdatum Qucosa
- 01.12.2023
- Dokumenttyp
- Dissertation
- Sprache des Dokumentes
- Englisch
- Lizenz / Rechtehinweis
CC BY 4.0