Управление фотолюминесценцией двумерного MoSe₂ с помощью золотых наноантенн

Монослойный диселенид молибдена (MoSe₂), представитель семейства дихалькогенидов переходных металлов (TMDC), является перспективным кандидатом для сопряжения с плазмонными наноструктурами из золота, поскольку обладает меньшей шириной запрещённой зоны и более высокой подвижностью электронов по сравнению с часто исследуемым дисульфидом молибдена (MoS₂). Фотолюминесценция (ФЛ) MoSe₂ наблюдается в ближнем инфракрасном диапазоне спектра, где её эмиссионные свойства в меньшей степени страдают от усиленного рассеяния энергии в золоте, обусловленного межзонными переходами. В настоящей работе исследуется взаимодействие между монослойным MoSe₂ и плазмонными дипольными антеннами, находящимися в резонансе с излучением ФЛ MoSe₂. Изменяя толщину спейсера между слоем MoSe₂ и наноантенной, мы демонстрируем управление интенсивностью ФЛ — от почти четырёхкратного тушения до примерно трёхкратного усиления. Кроме того, показано, что связанная система TMDC–наноантенна характеризуется сильно выраженной поляризационной зависимостью ФЛ, что открывает возможность управления излучением на основе поляризации. Полученные экспериментальные результаты также подтверждены численным моделированием. Насколько нам известно, это первое исследование плазмонных гибридных структур Au–MoSe₂, демонстрирующее гибкое управление ФЛ.