Montagem de um sistema de micro-PL em baixas temperaturas para o estudo de semicondutores bidimensionais
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Data de Publicação: | 2020 |
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Resumo: | Transition metal dicalcogenides (TMDs) are materials that have been attracted great attention in recent years, both from the point of view of fundamental physics and for a new generation of optoelectronic and spintronic devices. In particular, such materials have unique physical properties due to the strong spin-orbit coupling and the valley degree of freedom. Group VI TMD monolayers (2D TMD) are direct band gap semiconductor materials in the K+ and K- valleys of the first Brillouin zone. Due to the breaking of inversion symmetry and the strong spin-orbit coupling, the conduction and valence bands present spin up and down splitting and optical transition selection rules that involve circularly polarized light in the K+ or K- valleys. In this work, it was performed a study of the optical properties of heterostructures based on TMDs monolayers. Recently, it has been demonstrated that the optical and electrical properties of these systems can be improved with the use of insulating materials between SiO2 substrates and TMD monolayers. We propose the use of talc (Mg3Si4O10(OH)2) to isolate two-dimensional TMDs materials from silicon oxide substrates. The work carried out involved: (i) optical assembly of a new micro-PL (micro-photoluminescence) system at UFSCar (ii) the preparation of several samples of MoS2/talc and WS2/talc monolayers and (iii) the characterization of these samples by Raman spectroscopy and micro-PL. In general, the results obtained show that talc is a promising material for applications in optoelectronic devices. |
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Brito, Caique Serati deGobato, Yara Galvãohttp://lattes.cnpq.br/7558531056409406Barcelos, Ingrid Davidhttp://lattes.cnpq.br/8297155290206349http://lattes.cnpq.br/722975550219811485c45c45-d609-4e2c-bfdf-4cda19c2c4a92020-04-28T12:41:43Z2020-04-28T12:41:43Z2020-02-28BRITO, Caique Serati de. Montagem de um sistema de micro-PL em baixas temperaturas para o estudo de semicondutores bidimensionais. 2020. Dissertação (Mestrado em Física) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2020. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12650.https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12650Transition metal dicalcogenides (TMDs) are materials that have been attracted great attention in recent years, both from the point of view of fundamental physics and for a new generation of optoelectronic and spintronic devices. In particular, such materials have unique physical properties due to the strong spin-orbit coupling and the valley degree of freedom. Group VI TMD monolayers (2D TMD) are direct band gap semiconductor materials in the K+ and K- valleys of the first Brillouin zone. Due to the breaking of inversion symmetry and the strong spin-orbit coupling, the conduction and valence bands present spin up and down splitting and optical transition selection rules that involve circularly polarized light in the K+ or K- valleys. In this work, it was performed a study of the optical properties of heterostructures based on TMDs monolayers. Recently, it has been demonstrated that the optical and electrical properties of these systems can be improved with the use of insulating materials between SiO2 substrates and TMD monolayers. We propose the use of talc (Mg3Si4O10(OH)2) to isolate two-dimensional TMDs materials from silicon oxide substrates. The work carried out involved: (i) optical assembly of a new micro-PL (micro-photoluminescence) system at UFSCar (ii) the preparation of several samples of MoS2/talc and WS2/talc monolayers and (iii) the characterization of these samples by Raman spectroscopy and micro-PL. In general, the results obtained show that talc is a promising material for applications in optoelectronic devices.Os dicalcogenetos de metais de transição (TMDs) são materiais que têm atraído grande atenção nos últimos anos, tanto do ponto de vista de física fundamental, como para uma nova geração de dispositivos optoeletrônicos e spintrônicos. Em particular, tais materiais apresentam propriedades físicas únicas devido à forte interação spin-orbita e ao grau de liberdade dos vales. Monocamadas de TMDs (TMDs 2D) do grupo VI são materiais semicondutores de gap direto nos vales K+ e K- da primeira zona de Brillouin. Devido à quebra de simetria de inversão e a forte interação spin-órbita, as bandas de condução e valência apresentam um splitting em spin up e down e regras de seleção de transição ótica que envolvem luz circularmente polarizadas nos vales K+ ou K-. Foi realizado um estudo das propriedades óticas de heteroestruturas baseadas em monocamadas de TMDs. Recentemente, foi demonstrado que as propriedades óticas e eletrônicas desses sistemas podem ser melhoradas com o uso de materiais isolantes entre substratos de SiO2 e monocamadas de TMDs. Neste trabalho, propomos o uso do talco (Mg3Si4O10(OH)2) para isolar materiais TMDs bidimensionais de substratos de óxido de silício. O trabalho realizado envolveu: (i) montagem óptica de um novo sistema de micro-PL (micro-fotoluminescência) na UFSCar (ii) a preparação de diversas amostras de monocamadas de MoS2/talco e WS2/talco e (iii) a caracterização destas amostras por espectroscopia Raman e micro-PL. De forma geral, os resultados obtidos mostram que o talco é um material promissor para aplicações em dispositivos optoeletrônicos.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)CNPq: 132735/2018-0porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Física - PPGFUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessMateriais 2DSemicondutoresMicro-Fotoluminescência2D materialsSemiconductorsMicro-photoluminescenceCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA::PROP.OTICAS E ESPECTROSC.DA MAT.CONDENS;OUTRAS INTER.DA MAT.COM RAD.E PART.Montagem de um sistema de micro-PL em baixas temperaturas para o estudo de semicondutores bidimensionaisAssembly of a low temperature micro-PL system for the study of two-dimensional semiconductorsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis60060095c329bf-cc95-483d-b980-ef5b5a94a0a1reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALMontagem de um sistema de micro-PL em baixas temperaturas para o estudo de semicondutores bidimensionais - Caique S. de Brito.pdfMontagem de um sistema de micro-PL em baixas temperaturas para o estudo de semicondutores bidimensionais - Caique S. de Brito.pdfDissertaçao de mestrado (texto completo)application/pdf3929711https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12650/1/Montagem%20de%20um%20sistema%20de%20micro-PL%20em%20baixas%20temperaturas%20para%20o%20estudo%20de%20semicondutores%20bidimensionais%20-%20Caique%20S.%20de%20Brito.pdf871b4fbf389fbbb10fe5589e7e35a419MD51Yara-Carta comprovante - Caique.pdfYara-Carta comprovante - Caique.pdfCarta comprovanteapplication/pdf201451https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12650/3/Yara-Carta%20comprovante%20-%20Caique.pdf773ffd9285a727ae8ce04fc27dc2b008MD53CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12650/4/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD54TEXTMontagem de um sistema de micro-PL em baixas temperaturas para o estudo de semicondutores bidimensionais - Caique S. de Brito.pdf.txtMontagem de um sistema de micro-PL em baixas temperaturas para o estudo de semicondutores bidimensionais - Caique S. de Brito.pdf.txtExtracted texttext/plain129979https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12650/5/Montagem%20de%20um%20sistema%20de%20micro-PL%20em%20baixas%20temperaturas%20para%20o%20estudo%20de%20semicondutores%20bidimensionais%20-%20Caique%20S.%20de%20Brito.pdf.txt6c442fec5c3253e26a5d57390ec6f148MD55Yara-Carta comprovante - Caique.pdf.txtYara-Carta comprovante - Caique.pdf.txtExtracted texttext/plain1196https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12650/7/Yara-Carta%20comprovante%20-%20Caique.pdf.txt9fdab632bb95654292b81372eedd62e4MD57THUMBNAILMontagem de um sistema de micro-PL em baixas temperaturas para o estudo de semicondutores bidimensionais - Caique S. de Brito.pdf.jpgMontagem de um sistema de micro-PL em baixas temperaturas para o estudo de semicondutores bidimensionais - Caique S. de Brito.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg5679https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12650/6/Montagem%20de%20um%20sistema%20de%20micro-PL%20em%20baixas%20temperaturas%20para%20o%20estudo%20de%20semicondutores%20bidimensionais%20-%20Caique%20S.%20de%20Brito.pdf.jpge029c25472ecce4376843de327aec33dMD56Yara-Carta comprovante - Caique.pdf.jpgYara-Carta comprovante - Caique.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg11616https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12650/8/Yara-Carta%20comprovante%20-%20Caique.pdf.jpgdf7bdcff71baf476d61129dddd94e9d3MD58ufscar/126502023-09-18 18:31:53.74oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/12650Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:31:53Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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