Published December 2022
| Version v1
Journal article
Exciton spectroscopy and unidirectional transport in MoSe2-WSe2 lateral heterostructures encapsulated in hexagonal boron nitride
- Creators
- Beret, Dorian
- Paradisanos, Ioannis
- Lamsaadi, Hassan
- Gan, Ziyang
- Najafidehaghani, Emad
- George, Antony
- Lehnert, Tibor
- Biskupek, Johannes
- Kaiser, Ute
- Shree, Shivangi
- Estrada-Real, Ana
- Lagarde, Delphine
- Marie, Xavier
- Renucci, Pierre
- Watanabe, Kenji
- Taniguchi, Takashi
- Weber, Sébastien
- Paillard, Vincent
- Lombez, Laurent
- Poumirol, Jean-Marie
- Turchanin, Andrey
- Urbaszek, Bernhard
- Others:
- Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO) ; Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT) ; Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Fédération de recherche « Matière et interactions » (FeRMI) ; Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES) ; Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT) ; Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Friedrich-Schiller-Universität = Friedrich Schiller University Jena [Jena, Germany]
- Abbe Centre of Photonics
- Universität Ulm - Ulm University [Ulm, Allemagne]
- University of Washington [Seattle]
- Institute for Condensed Matter Physics [Darmstadt]
- National Institute for Materials Science: Namiki, Tsukuba, Ibaraki
- Nano-Optique et Nanomatériaux pour l'optique (CEMES-NeO) ; Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES) ; Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT) ; Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT) ; Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)
Description
Abstract Chemical vapor deposition (CVD) allows lateral edge epitaxy of transition metal dichalcogenide heterostructures. Critical for carrier and exciton transport is the material quality and the nature of the lateral heterojunction. Important details of the optical properties were inaccessible in as-grown heterostructure samples due to large inhomogeneous broadening of the optical transitions. Here we perform optical spectroscopy of CVD grown MoSe 2 -WSe 2 lateral heterostructures, encapsulated in hBN. Photoluminescence (PL), reflectance contrast and Raman spectroscopy reveal optical transition linewidths similar to high quality exfoliated monolayers, while PL imaging experiments uncover the effective excitonic diffusion length of both materials. The typical extent of the covalently bonded MoSe 2 -WSe 2 heterojunctions is 3 nm measured by scanning transmission electron microscopy (STEM). Tip-enhanced, sub-wavelength optical spectroscopy mapping shows the high quality of the heterojunction which acts as an excitonic diode resulting in unidirectional exciton transfer from WSe 2 to MoSe 2 .
Abstract
International audience
Additional details
- URL
- https://hal.science/hal-04212505
- URN
- urn:oai:HAL:hal-04212505v1
- Origin repository
- UNICA