Description du projet
Contrôler les interactions des excitons dans les semi-conducteurs atomiquement minces
Les semi-conducteurs aussi fins qu’un atome sont des matériaux prometteurs pour les dispositifs photoniques à l’échelle nanométrique. Leurs propriétés fascinantes sont dans un grande mesure déterminées par les excitons, des paires électron-trou liées, qui interagissent avec les charges électriques, les spins et les phonons. Financé par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet MaPWave synthétisera des dichalcogénures de métaux de transition et exploitera les fortes interactions entre corps multiples (électron-trou) pour générer des condensats d’excitons. Des méthodes de spectroscopie avancées seront employées pour étudier les interactions électron-trou. Le contrôle des interactions fondamentales dans les semi-conducteurs permettrait de mettre au point des dispositifs optoélectroniques 2D aux fonctionnalités spécifiques.
Objectif
Atomically thin semiconductors are emerging as an important class of quantum materials that provide groundbreaking functionalities in device architectures. In particular, tailoring quantum degrees of freedom associated with charge, spin and orbital quantum numbers, as well as twist angle, could enable novel electronic, spintronic, valleytronic and twistronic applications. These fascinating properties are all contained in the quantum mechanical wavefunctions associated with the charge carrying electrons and holes of the semiconductors. Here, I will prepare heterostructures of two-dimensional (2D) transition metal dichalcogenide semiconductors and use the strong many-body interactions in the materials to generate condensates of electron-hole pair excitations. The many-body wavefunctions of these so-called exciton condensates will be visualised for the first time using advanced photoemission spectroscopies that provide complementary access to the energy-, momentum-, time- and length-scales of the excitations. I hypothesise that this fundamental level of control of the underlying quantum mechanisms of the semiconductors will ultimately enable highly specific quantum engineering of 2D optoelectronic devices. I will combine my expertise on non-equilibrium femtosecond dynamics of 2D semiconductors with the capabilities of my host group at Aarhus University, Denmark, in order to gain access to multiple photoemission spectroscopy experiments with nanoscale spatial resolution and femtosecond time-resolution, as well as 2D material fabrication facilities. These new skills and networking opportunities will ultimately enable me to obtain a permanent academic position.
Champ scientifique
Programme(s)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Régime de financement
HORIZON-AG-UN - HORIZON Unit GrantCoordinateur
8000 Aarhus C
Danemark