Modulação acústica de dinâmica excitônica em heteroestruturas de van der Waals

Resumo

Heteroestruturas de van der Waals (vdW) construídas artificialmente através do empilhamento de monocamadas de dicalcogenetos de metais de transição são uma das plataformas mais promissoras para estudos em física da matéria condensada. Heteroestruras de vdW confeccionadas com monocamadas semicondutoras atraem interesse tanto do ponto de vista fundamental quanto de aplicações nas áreas de optoeletrônica, valetrônica e twistrônica (traduação livre). Suas interações, fortemente dependentes da simetria, como interação de Coulomb, correlacões quânticas e acoplamento spin-órbita nos oferecem diferentes maneiras de moldar sua física de muitos corpos e, em particular, a dinâmica de estados excitônicos não convencionais. Neste projeto, investigaremos a modulação da interação luz-matéria usando ondas acústicas de superfície (SAW) em nanoestruturas, com ênfase na manipulação de estados excitônicos e portadores de carga em heteroestruturas de vdW. Utilizando sistemas com rotação relativa (twist) e blindagem dielétrica controladas no processo de esfoliação mecânica, estudaremos como o campo piezoelétrico e a deformação mecânica da SAW interagem com éxcitons intra e inter camadas e éxcitons de moiré. Utilizaremos a SAW para manipular a força de oscilador, energias de recombinação, formação/aniquilação de éxcitons, assim como influenciar mecanismos de espalhamento de vale e (eventualmente) modificar regras de seleção óptica em éxcitons de moiré. O transporte de portadores e a injeção remota dos mesmos serão investigados em heteroestruturas laterais de alta mobilidade. Para atingir nossos objetivos, montaremos experimentos de modulação acústica de geração de segundo harmônico e detecção estroboscópica de luminescência. O sucesso deste projeto contribuirá para ampliar a compreensão da física de estados excitônicos em heteroestruturas de vdW e avaliar suas aplicações em tecnologias quânticas que explorem suas propriedades de rotação (twist) e spin-vale. (AU)