A influência do substrato ITO nas propriedades eletrônicas e ópticas de monocamadas de WSe2

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Brito, Thiago Gonzalez-Llana, 1996-
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/15125
Resumo: Orientadores: Luiz Fernando Zagonel, Ingrid David Barcelos
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spelling A influência do substrato ITO nas propriedades eletrônicas e ópticas de monocamadas de WSe2The influence of ITO substrate on the electronic and optical properties of WSe2 monolayersÓxido de índio e estanhoMonocamadas de WSe2Microscopia de varredura por sondaFotoluminescênciaIndium tin oxideWSe2 monolayersScanning probe microscopyPhotoluminescenceOrientadores: Luiz Fernando Zagonel, Ingrid David BarcelosDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb WataghinResumo: Materiais 2D, especialmente dicalcogenos de metais de transição (TMDs), têm grande potencial para diversos dispositivos eletrônicos e ópticos devido à sua espessura ser reduzida a poucos átomos e consequentemente como essa redução afeta diretamente suas propriedades. Monocamadas de alguns TMDs são particularmente interessantes, pois são semicondutores e apresentam gap eletrônico direto, sendo emissores de luz intensos. A manipulação das propriedades de luminescência das monocamadas de TMDs através do ajuste de sua interação com substratos é essencial para aplicações. Neste estudo, focamos em investigar o papel do substrato de óxido de estanho e índio (ITO) nas propriedades ópticas e eletrônicas da monocamada de WSe?. Compreender a interação entre esses dois materiais é crucial para aplicações potenciais. Uma preocupação significativa em pesquisas recentes é a presença de uma fina camada de adsorventes na interface entre a camada exfoliada de TMD e o substrato. Portanto, também consideramos a influência dessa camada adsorvente e das moléculas presentes na atmosfera através do controle da atmosfera nas medidas e tratamentos térmicos nas amostras. Nesse sistema (TMD/ITO) estudamos a influência e presença de uma camada adsorvente através da observação de um degrau de altura entre a monocamada e o ITO que após o tratamento térmico diminuiu. Essa diminuição indica a presença dessa camada adsorvente. A densidade de estados da monocamada de WSe? não apresentou mudanças significativas após o tratamento térmico. Isso indica uma forte influência do ITO eletronicamente mesmo antes do tratamento térmico. Medidas de potencial de superfície mostraram uma mudança na polaridade, provavelmente devido ao alinhamento de bandas ou à remoção de moléculas polares. A intensidade da fotoluminescência (PL) é reduzida após o tratamento térmico, sugerindo que moléculas aprisionadas atuam como uma camada de desacoplamento, separando espacialmente a monocamada de TMD do ITO. Este estudo destaca a influência do ITO e a presença de uma camada adsorvente nas amostras de WSe? em monocamada/ITO. A camada intermediária afeta o alinhamento de bandas e as propriedades de luminescência, mas pode ser removida mediante tratamento térmico. Essa camada adsorvente provavelmente está presente em qualquer heteroestrutura de van der Waals criada pela exfoliação de TMDs volumosos em ar, com implicações significativas para suas propriedades eletrônicas e ópticasAbstract: 2D materials, especially transition metal dichalcogenides (TMDs), hold great promise for various electronic and optical devices due to their reduced thickness to a few atoms and consequently, how this reduction directly affects its properties. Monolayers of some TMDs are particularly interesting, as they are semiconductors and have a direct electronic band gap, being intense light emitters. Manipulating the luminescence properties of monolayers of TMDs by tuning their interaction with supporting substrates is essential for applications. In this study, we focused on investigating the role of indium tin oxide (ITO) substrate on the optical and electronic properties of the WSe? monolayer. Understanding the interaction between these two materials is crucial for potential applications. A significant concern in recent research is the presence of a thin layer of adsorbents at the interface between the exfoliated TMD layer and the substrate. Therefore, we also consider the influence of this adsorbent layer and the molecules present in the atmosphere through the control of the atmosphere in the measurements and thermal treatments on the samples. In this system (TMD/ITO) we studied the influence and presence of an adsorbent layer by observing a height step between the monolayer and the ITO after thermal heat treatment. This decrease indicates the presence of this adsorbent layer. The density of states of the WSe? monolayer did not change after heat treatment. This indicates a strong influence of ITO electronically even before heat treatment. Surface potential measurements showed a change in polarity, likely due to band alignment or removal of polar molecules. The photoluminescence (PL) intensity is reduced after heat treatment, but the trapped molecules act as an uncoupling layer, spatially separating the TMD monolayer from the ITO. This study highlights the influence of ITO and the presence of an adsorbent layer in the monolayer/ITO WSe? samples. The intermediate layer affects band alignment and luminescence properties, but can be removed by heat treatment. This adsorbent layer is likely present in any van der Waals heterostructure created by exfoliation of bulky TMDs in air, with significant implications for their electronic and optical propertiesMestradoFísica AplicadaMestre em FísicaCAPES88887.602341/2021-00FAPESP2021/06893-3[s.n.]Zagonel, Luiz Fernando, 1979-Barcelos, Ingrid DavidSiervo, Abner deBaggio, Bruna FernandaUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Física Gleb WataghinPrograma de Pós-Graduação em FísicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASBrito, Thiago Gonzalez-Llana, 1996-20232023-09-25T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (99 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/15125BRITO, Thiago Gonzalez-Llana. A influência do substrato ITO nas propriedades eletrônicas e ópticas de monocamadas de WSe2. 2023. 1 recurso online (99 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/15125. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1373759Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-02-07T14:39:50Zoai::1373759Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2024-02-07T14:39:50Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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