journal article·2022Open access

Excitonic absorption and defect-related emission in three-dimensional MoS 2 pyramids

M. Negri, L. Francaviglia, D. Kaplan, V. Swaminathan, G. Salviati, A. Fontcuberta i Morral, F. Fabbri

Nanoscale· Volume 14· Issue 4

Abstract

MoS2 micro-pyramids have demonstrated interesting properties in the fields of photonics and non-linear optics. In this work, we show the excitonic absorption and cathodoluminescence (CL) emission of MoS2 micro-pyramids grown by chemical vapor deposition (CVD) on SiO2 substrates. The excitonic absorption was obtained at room and cryogenic temperatures by taking advantage of the cathodoluminescence emission of the SiO2 substrate. We detected the CL emission related to defect intra-gap states, localized at the pyramid edges and with an enhanced intensity at the pyramid basal vertices. The photoluminescence and absorption analysis provided the Stokes shift of both the A and B excitons in the MoS2 pyramids. This analysis provides new insights into the optical functionality of MoS2 pyramids. This method can be applied to other 3D structures within the 2D materials family.
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Research context

OpenAlex topics: 2D Materials and Applications · Perovskite Materials and Applications · MXene and MAX Phase Materials

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Affiliations

Institute of Materials, Faculty of Engineering, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, 1015 Lausanne, Switzerland

Institute for Materials for Electronics and Magnetism (IMEM-CNR), Parco Area delle Scienze 37/A, 43124 Parma, Italy

U.S. Army RDECOM-ARDEC, Fuze Precision Armaments and Technology Directorate, Picatinny Arsenal, NJ 07806, USA

Department of Physics, Penn State University, USA

Institute of Physics, Faculty of Basic Sciences, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, 1015 Lausanne, Switzerland

NEST, Istituto Nanoscienze - CNR, Scuola Normale Superiore, Piazza San Silvestro 12, 56127 Pisa, Italy

Funding

Schweizerischer Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung

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