Polarisation de vallée et diffusion inter-vallée dans MoS2 en monocouche

Nous sondons le degré de polarisation circulaire de la photoluminescence émise par une seule couche de MoS2 en fonction de l'énergie de photo-excitation circulairement polarisée. Une monocouche de MoS2 présente une forte émission autour de 1,9 eV associée à une transition directe au point K de la zone de Brillouin. La polarisation circulaire de la photoluminescence est très élevée pour une excitation proche de la bande interdite et diminue selon une loi de puissance à mesure que l'énergie d'excitation augmente. Nous identifions la diffusion inter-vallée assistée par des phonons comme le principal mécanisme de relaxation de spin et présentons un modèle qui explique la large variation des valeurs de polarisation rapportées dans la littérature.