В многослойных ван-дер-ваальсовых нанотрубках на основе дихалькогенидов переходных металлов, MoS₂ и WS₂, исследуемых с 1992 г., впервые обнаружена фотолюминесценция. Особенностью спектров излучения наноструктур (трубок и пластинок) является полное подавление при низких температурах излучения непрямого экситона. Излучение прямого экситона, верхнего по энергии, может доминировать в нанотрубках вплоть до комнатной температуры. Данный эффект, демонстрируемый на рисунке, определяется, предположительно, структурой экситонных состояний, включающих запрещенные как по моменту (непрямые), так и по спину (темные) экситоны. Нанотрубки MoS₂ являются эффективными оптическими микрорезонаторами, в которых наблюдается усиление излучения на резонансных частотах мод шепчущих галерей. Обнаруженные явления знаменуют появление еще одного оптически активного члена семейства нанотрубок. Доминирование прямозонного излучения и резонаторные свойства открывают перспективы для применения дихалькогенидных нанотрубок в нанофотонике.

Публикации

1. T.V. Shubina, M. Remskar, V.Yu. Davydov, K.G. Belyaev, A.A. Toropov, and B. Gil, Excitonic emission in van-der-Waals nanotubes of transition metal dichalcogenides. Review, Annalen der Physik 1800415 (2019)