Effet de la distance sur l'atténuation de la photoluminescence et le couplage spin-orbite induit par proximité dans des hétérostructures graphène/WSe2

Le couplage spin-orbite (SOC) dans le graphène peut être considérablement renforcé par le couplage de proximité avec des dichalcogénures de métaux de transition (TMD) tels que WSe2. Nous constatons que la force du SOC acquis dans le graphène dépend de l'ordre d'empilement des hétérostructures lorsque l'oxyde de bore hexagonal (h-BN) est utilisé comme couche de recouvrement, c'est-à-dire que SiO2/graphène/WSe2/h-BN présente un SOC plus fort que SiO2/WSe2/graphène/h-BN. Nous utilisons la photoluminescence (PL) comme un indicateur pour caractériser l'interaction entre le graphène et le WSe2 en monocouche cultivé par dépôt chimique de vapeur. Nous observons une atténuation de la PL beaucoup plus forte dans la pile SiO2/graphène/WSe2/h-BN que dans la pile SiO2/WSe2/graphène/h-BN et, par conséquent, un effet de localisation antilocale beaucoup plus important (WAL) ou un SOC induit plus fort dans la première que dans la dernière. Nous attribuons ces deux effets à la distance intercalaires entre le graphène et le WSe2, qui dépend de la proximité du graphène avec le h-BN. Nos observations et hypothèses sont soutenues par des calculs ab initio, qui révèlent une différence claire dans la distance intercalaires entre le graphène et le WSe2 dans ces deux empilements.