Управление фотолюминесценцией монослоев WSe2, интегрированных с плазмонными нанобампами, методом деформационной инженерии

В данной работе представлена гибридная система для управления фотолюминесценцией, состоящая из монослоя диселенида вольфрама (WSe₂), интегрированного с массивами плазмонных золотых нанобампов, изготовленных методом фемтосекундной лазерной печати, позволяющей точно настраивать плазмонный резонанс таких структур путём контроля их геометрии. Показано, что такая интеграция обеспечивает двойной механизм усиления и управления фотолюминесценцией (ФЛ). Во-первых, плазмонный резонанс значительно усиливает излучение ФЛ в области нанобампа за счёт экситон-плазмонного взаимодействия. Во-вторых, деформация монослоя WSe₂ на нанобампе приводит к смещению пика в спектре ФЛ, что является следствием модификации ширины запрещённой зоны. Ключевой особенностью системы является возможность активного управления спектром путём выбора длины волны накачки: изменение энергии возбуждения влияет на соотношение между состояниями нейтрального экситона (X⁰) и низкоэнергетического тёмного экситона/триона (Xᴰ/ᵀ). Низкотемпературная микроспектроскопия дополнительно выявила вызванное деформацией перераспределение интенсивности от нейтрального экситона (X⁰) к низкоэнергетическим состояниям, включая комплекс тёмного экситона/триона (Xᴰ/ᵀ). Полученные результаты создают основу для платформы спектрально перестраиваемых источников света на базе гибридных экситон-плазмон-деформационных взаимодействий, что имеет значение для развития нанофотоники и разработки оптоэлектронных устройств нового поколения.