Ultrafast carrier relaxation dynamics in monolayer MoSe2

The discovery of graphene and its astonishing physical properties led to the discovery of a new class of 2D materials called Transition Metal Dichalcogenides (TMDs). These materials retain their stability in the form of monolayers. Atoms within each layer are covalently bonded, and atomic layers are held together by weak van der Waals (vdW) forces. Their remarkable properties arise from the reduced dimensionality and its effect on the material band structure. One of the most interesting properties of TMDs is their indirect to direct bandgap transition, occurring when the system undergoes a transition from bulk to single layer. Differently from graphene, which is a gapless semimetal, single layer TMDs are direct bandgap semiconductor. Due to their peculiar band structure are extremely promising for photonic and optoelectronic applications. We exploit ultrafast transient absorption spectroscopy, coupled with a home-built microscope, to investigate properties of two different bidimensional semiconductors: ML-MoSe2

La scoperta del grafene e delle sue sorprendenti proprietà fisiche ha portato al scoperta di una nuova classe di materiali 2D chiamata Transition Metal Dichalcogenides (TMD). Questi materiali mantengono la loro stabilità sotto forma di monostrati. Atomi all'interno di ogni strato sono legati in modo covalente e gli strati atomici sono tenuti insieme da deboli forze di van der Waals (vdW). Le loro notevoli proprietà derivano dal dimensionalità ridotta e suo effetto sulla struttura della fascia del materiale. Una delle proprietà più interessanti dei TMD è il loro indiretto al diretto transizione bandgap, che si verifica quando il sistema subisce una transizione da bulk a singolo strato. A differenza del grafene, che è un monostrato semimetallo senza fessure I TMD sono semiconduttori con bandgap diretto. A causa della loro particolare struttura a bande sono estremamente promettente per applicazioni fotoniche e optoelettroniche. Sfruttiamo la spettroscopia di assorbimento transiente ultraveloce, accoppiata a una macchina costruita in casa microscopio, per indagare le proprietà di due diversi semiconduttori bidimensionali: ML-MoSe2