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Optical characterization of TMD materials through micro-reflectance spectroscopy
Germán Amián Mata
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Physics
Betreuer*in
Philip Walther
Mitbetreuer*in
Lee Arthur Rozema
DOI
10.25365/thesis.81459
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-20388.96459.530692-1
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Wir präsentieren eine selbst aufgebaute Mikro-Reflektanzplattform – Reflektanzspektroskopie in einem konfokalen Mikroskop – die eine räumliche Auflösung von ∼0,5 μm und eine spektrale Genauigkeit von 0,2 nm erreicht. Dieses Werkzeug ermöglicht die quantitative optische Charakterisierung von monoatomaren Übergangsmetall-Dichalkogeniden (TMDs) und nanophotonischen Strukturen (z. B. "Bullseye"-Resonatoren), die mit konventioneller Optik nicht zugänglich sind. Der modulare Aufbau kombiniert differentielle Reflektanz (ΔR/R₀) und Photolumineszenz (PL) unter 404 nm Anregung in einem gemeinsamen, koregistrierten Strahlengang. Die extrahierten A-Exzitonenenergien für monoatomares MoS₂ (1,814 eV in ΔR/R₀, 1,806 eV in PL) und WSe₂ (1,630 eV in PL) stimmen mit der Literatur innerhalb von ±15 meV überein. Für mehrlagiges 3R-MoS₂ liefern Transfermatrix-Fits an Interferenzstreifen nanometergenaue Dicken (z. B. 1936,6 nm). Diese kreuzvalidierte Messtechnik schafft die Grundvoraussetzung für die Integration von TMDs mit quantenoptischen Bauelementen – speziell periodisch gepolten Stapeln und "Bullseye"-Resonatoren – die in unserem Labor verfolgt werden.
Abstract
(Englisch)
We present a home-built micro-reflectance platform—reflectance spectroscopy in a confocal microscope—achieving ∼0.5 μm spatial resolution and 0.2 nm spectral precision. This tool enables quantitative optical characterization of monolayer transition-metal dichalcogenides (TMDs) and nanophotonic structures (e.g., bullseye cavities) inaccessible to conventional optics. The modular setup combines differential reflectance (ΔR/R₀) and photoluminescence (PL) under 404 nm excitation in a single co-registered path. Extracted A-exciton energies for monolayer MoS₂ (1.814 eV in ΔR/R₀, 1.806 eV in PL) and WSe₂ (1.630 eV in PL) agree with literature within ±15 meV. For multilayer 3R-MoS₂, transfer-matrix fits to interference fringes yield nanometre-precise thicknesses (e.g. 1936.6 nm). This cross-validated metrology establishes the prerequisite for integrating TMDs with quantum-optical devices—specifically periodically poled stacks and bullseye cavities—pursued in our laboratory.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Übergangsmetall-Dichalkogenide (o TMDs) Mikro-Reflexionsspektroskopie Differentielle Reflexion Photolumineszenz Exzitonen Transfer-Matrix-Methode Nanophotonische Kavitäten Optische Charakterisierung
Schlagwörter
(Englisch)
Transition Metal Dichalcogenides (TMDs) Micro-reflectance spectroscopy Differential reflectance Photoluminescence Excitons Transfer-Matrix Method (TMM) Nanophotonic cavities Optical characterization
Autor*innen
Germán Amián Mata
Haupttitel (Englisch)
Optical characterization of TMD materials through micro-reflectance spectroscopy
Publikationsjahr
2026
Umfangsangabe
52 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Philip Walther
Klassifikationen
33 Physik > 33.38 Quantenoptik. nichtlineare Optik ,
33 Physik > 33.72 Halbleiterphysik
AC Nummer
AC17917937
Utheses ID
80086
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |