Note ABES Interfacial coupling and electrical control of light-matter interactions in van der Waals heterostructures made of two-dimensional semiconductors and graphene Couplage interfacial et contrôle électrique des interactions lumière-matière dans des hétérostructures de van der Waals constituées de semi-conducteurs bidimensionnels et de graphène Matériaux bidimensionnels Graphène Dichalcogénures de métaux de transition Hétérostructures de van der Waals Excitons Transfert de charge et d'énergie Couplage interfacial Spectroscopie de photoluminescence Spectroscopie Raman Two-dimensional materials Graphene Transition metal dichalcogenides Van der Waals heterostructures Excitons Charge and energy transfer Interfacial coupling Photoluminescence spectroscopy Raman spectroscopy 530.41 535.8 Forces de Van der Waals Transfert de charge Dichalcogénures de métaux de transition Photoluminescence Nous avons réalisé une étude fondamentale des interactions en champ proche dans des hétérostructures constituées de graphène et de dichalcogénures de métaux de transition (TMD). Afin d'étudier les mécanismes de transfert de charge et d’énergie, des monocouches de MoSe2 ont été couplées à des feuillets de graphène. Nous avons sondé les états excitoniques de MoSe2 par spectroscopie de photoluminescence (PL) et de photoluminescence résolue dans le temps (TRPL). Nos mesures révèlent que les interactions entre le MoSe2 et le graphène sont à très courte portée (~ 1 nm), ce qui suggère une contribution importante des processus de transfert par effet tunnel. Pour contrôler la photoluminescence d’une monocouche de MoSe2 nous avons utilisé un verre ionique (LaF3) en tant que substrat et matériau de grille. L’évolution, en fonction de la densité de porteurs de charge, de la photoluminescence de MoSe2 et de l’hétérostructure graphène/MoSe2, ainsi que des modes Raman du graphène a permis d’extraire des informations importantes sur les voies de recombinaison excitonique, les processus de transfert de charge et les alignements de bandes entre MoSe2 et le graphène. We have performed a fundamental study of the near-field interactions in heterostructures made from graphene and transition metal dichalcogenides (TMD), with the aim to control the light emission characteristics of TMD monolayers. In order to investigate charge and energy transfer mechanisms, heterostructures made from monolayer MoSe2 covering graphene of different thicknesses (N= 1 to 6 layers) were fabricated. The excitonic manifold of MoSe2 was probed through photoluminescence (PL) and time-resolved photoluminescence (TRPL) spectroscopy. Our work reveals that the interactions between MoSe2 and graphene are very short range (~ 1 nm), suggesting a prominent contribution from charge tunnelling mediated processes. To control the photoluminescence from MoSe2 through charge doping, we have used an ionic glass (LaF3) as a substrate and gating material. The dependence of the PL of MoSe2 and graphene/MoSe2 regions and of the Raman features of graphene on the charge carrier density revealed details about exciton recombination pathways, charge transfer processes and band offsets. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 16920050 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2024/MOGHE_Aditi_2024_ED182.pdf http://www.theses.fr/2024STRAE046/abes https://theses.hal.science/tel-05111174 https://theses.hal.science/tel-05111174 https://theses.hal.science/tel-05111174 Moghe Aditi Raman 1997-11-04 FR 28535275X 203187041CD 22023907 4200002 https://theses.fr/2024STRAE046 2024STRAE046 https://doi.org/10.70675/651656a7z7275z4a7dza26ez14aa53abaaec 2024-05-22 Physique de la matière condensée Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Berciaud Stéphane MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 11310250X Weinmann Dietmar MADS_PRESIDENT_DU_JURY 087647540 Shukla Abhay MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 102188149 Neuman Tómaš MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 285353934 Marty Laëtitia MADS_RAPPORTEUR_1 083417249 Wurstbauer Ursula MADS_RAPPORTEUR_2 285353667 École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 182 156500019 Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 151842973 93794 ddc:530 Berciaud Stéphane Weinmann Dietmar Shukla Abhay Neuman Tómaš Marty Laëtitia Wurstbauer Ursula École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg) PDF 16920050