Etude in operando de la modulation de propietes electroniques des hetero-bicouche twistées – OperaTwist

Lorsque deux matériaux 2D sont empilés pour former une hétérostructure verticale de van der Waals, leur désadaptation de réseau et leur désorientation angulaire relative (angle de twist) entraînent la formation d'un motif de moiré. Ce super-réseau de moiré est principalement contrôlé par l'angle de twist entre les couches. Au fur et à mesure que cet angle change, la structure de bande est modifiée, entraînant de fortes modulations de la dispersion de bande, y compris du bandgap, de la position du maximum de la bande de valence (VBM), de la force de couplage spin-orbite, et également la possibilité de bandes plates caractérisées par des états localisés et des corrélations électroniques renforcées. De plus, la localisation spatiale des électrons au bord de la bande de valence peut également influencer la dynamique des excitons et leur énergie de liaison. En résumé, l'angle de twist est un paramètre très prometteur pour des nouvelles technologies basées sur les matériaux 2D. En explorant méthodiquement les propriétés des dichalcogénures de métaux de transition (TMD) dans des hétéro-bicouches twistées (tHB) (i.e., une hétérostructure verticale formée par deux TMD différents) le long de l'angle de twist et de la densité de porteurs (i.e., le dopage), nous visons à établir une relation entre les propriétés optiques et électroniques de ce système. Pour atteindre cet objectif, je propose dans ce projet de développer une étude innovante qui combine la photoémission résolue en angle et la photoluminescence/spectroscopie Raman, les deux in operando sur des tHBs intégrée dans un dispositif. Cette approche permet un accès à la structure de bandes complète des TMD tHB pendant le fonctionnement du dispositif, ce qui est essentiel pour la conception de dispositifs basés sur les 2D. Les connaissances et l'expérience acquises dans le projet actuel ouvriront également de nouvelles opportunités pour les études in operando d'un large éventail de matériaux 2D et de leurs hétérostructures