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Steinleitner, Philipp ; Merkl, Philipp ; Graf, Alexander ; Nagler, Philipp ; Watanabe, Kenji ; Taniguchi, Takashi ; Zipfel, Jonas ; Schüller, Christian ; Korn, Tobias ; Chernikov, Alexey ; Brem, Samuel ; Selig, Malte ; Berghäuser, Gunnar ; Malic, Ermin ; Huber, Rupert

Dielectric Engineering of Electronic Correlations in a van der Waals Heterostructure

Steinleitner, Philipp, Merkl, Philipp, Graf, Alexander, Nagler, Philipp, Watanabe, Kenji , Taniguchi, Takashi, Zipfel, Jonas, Schüller, Christian, Korn, Tobias , Chernikov, Alexey, Brem, Samuel, Selig, Malte, Berghäuser, Gunnar, Malic, Ermin und Huber, Rupert (2018) Dielectric Engineering of Electronic Correlations in a van der Waals Heterostructure. Nano Letters 18 (2), S. 1402-1409.

Veröffentlichungsdatum dieses Volltextes: 14 Feb 2018 15:33
Artikel
DOI zum Zitieren dieses Dokuments: 10.5283/epub.36719


Zusammenfassung

Heterostructures of van der Waals bonded layered materials offer unique means to tailor dielectric screening with atomic-layer precision, opening a fertile field of fundamental research. The optical analyses used so far have relied on interband spectroscopy. Here we demonstrate how a capping layer of hexagonal boron nitride (hBN) renormalizes the internal structure of excitons in a WSe2 monolayer ...

Heterostructures of van der Waals bonded layered materials offer unique means to tailor dielectric screening with atomic-layer precision, opening a fertile field of fundamental research. The optical analyses used so far have relied on interband spectroscopy. Here we demonstrate how a capping layer of hexagonal boron nitride (hBN) renormalizes the internal structure of excitons in a WSe2 monolayer using intraband transitions. Ultrabroadband terahertz probes sensitively map out the full complex-valued mid-infrared conductivity of the heterostructure after optical injection of is A excitons. This approach allows us to trace the energies and line widths of the atom-like 1s-2p transition of optically bright and dark excitons as well as the densities of these quasiparticles. The excitonic resonance red shifts and narrows in the WSe2/hBN heterostructure compared to the bare monolayer. Furthermore, the ultrafast temporal evolution of the mid-infrared response function evidences the formation of optically dark excitons from an initial bright population. Our results provide key insight into the effect of nonlocal screening on electron hole correlations and open new possibilities of dielectric engineering of van der Waals heterostructures.



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Details

DokumentenartArtikel
Titel eines Journals oder einer ZeitschriftNano Letters
Verlag:AMER CHEMICAL SOC
Ort der Veröffentlichung:WASHINGTON
Band:18
Nummer des Zeitschriftenheftes oder des Kapitels:2
Seitenbereich:S. 1402-1409
Datum24 Januar 2018
InstitutionenPhysik > Institut für Experimentelle und Angewandte Physik > Lehrstuhl Professor Huber > Arbeitsgruppe Rupert Huber
Physik > Institut für Experimentelle und Angewandte Physik > Lehrstuhl Professor Lupton > Arbeitsgruppe Christian Schüller
Identifikationsnummer
WertTyp
10.1021/acs.nanolett.7b05132DOI
Stichwörter / KeywordsMETAL DICHALCOGENIDE HETEROSTRUCTURES; LIGHT-EMITTING-DIODES; P-N-JUNCTIONS; MONOLAYER WSE2; 2-DIMENSIONAL MATERIALS; SEMICONDUCTOR; SPECTROSCOPY; EXCITONS; MOS2/WS2; LAYER; Dichalcogenides; atomically thin 2D crystals; van der Waals heterostructures; dielectric engineering; dark excitons
Dewey-Dezimal-Klassifikation500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
StatusVeröffentlicht
BegutachtetJa, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstandenJa
URN der UB Regensburgurn:nbn:de:bvb:355-epub-367191
Dokumenten-ID36719

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