Дихалькогениды переходных металлов (ДПМ), в частности MoSe2, являются ван-дер-ваальсовыми слоистыми материалами, что позволяет создавать из них отдельные мономолекулярные слои по аналогии с графеном. Активные исследования последних лет показали, что монослои ДПМ, обладают интенсивной экситонной фотолюминесценцией (ФЛ) при комнатной температуре. Однако, при увеличении количества слоёв интенсивность ФЛ уменьшается на три порядка, поскольку ДПМ становится непрямозонным полупроводником. В то же время, ДПМ обладают рекордными значениями показателя преломления света (~5), что позволяет изготавливать из них оптические резонаторы рекордно малой толщины.

В работе с помощью оригинальной методики фрикционной контактной зондовой литографии были изготовлены микродиски из MoSe2 различного диаметра (1-10 мкм), толщиной ~70 нм. Установлено, что интенсивность ФЛ дисков диаметром 2.2 мкм превосходит интенсивность ФЛ неструктурированного образца MoSe2 на 3 порядка величины. При этом усиление ФЛ имеет место как в области прямых, так и непрямых оптических переходов. Измерение времени жизни ФЛ позволило определить в качестве механизма ответственного за усиление ФЛ эффект Парселла [1]. Результаты работы позволят создать лазеры рекордно малых размеров.

Публикации

1. [1] Borodin B. R. et al. Indirect bandgap MoSe2 resonators for light-emitting nanophotonics //Nanoscale Horizons. 2023. Т. 8., 3., С. 396-403.