Dissertação de Mestrado #751 – Lucas Liberal Fonseca – 11/02/2025

Dicalcogenetos de metais de transição (TMDs) têm se destacado como fontes promissoras de emissores de fótons únicos (SPEs), devido à hibridização de transições proibidas com níveis de defeito. Esses SPEs, conhecidos na literatura como transições intervale exciton- defeito localizados, geralmente se manifestam na forma de dubletos, cuja separação energética é determinada por interações de troca elétron-buraco. Embora transições proibidas por spin não sejam normalmente observadas em materiais 2D planos, a introdução de curvatura revela novos efeitos. Neste trabalho, foram produzidas amostras de WSe₂ curvadas por nanopilares, permitindo a observação direta de transições escuras associadas a processos de spin-flip de éxcitons de defeito intravale. Uma caracterização detalhada dos dubletos escuros revelou uma polarização linear inesperada, com uma diferença de fase de 45° em relação ao dubleto brilhante. Além disso, foi identificada uma nova estrutura fina acoplando transições intravale escuras e brilhantes. A origem desse fenômeno é atribuída à curvatura induzida pelos nanopilares, que inclina o momento magnético do TMD em regiões curvas, resultando na mistura de componentes do campo magnético aplicado. Essa inclinação gera processos de spin-flip mesmo em configurações de campo magnético perpendicular, pois as projeções do momento magnético inclinado no plano xy. Adicionalmente, foi observado um fator g inesperadamente alto de 4,5 na configuração de campo magnético no plano, confirmando a presença de componentes mistas. Motivados por essas respostas inéditas ao campo magnético, realizamos medidas de Fotoluminescência aumentada por ponta (TEPL) para identificar a origem dessas emissões nas regiões próximas aos nanopilares. Curiosamente, emissões localizadas foram detectadas nas bordas dos pilares, em áreas reduzidas de cerca de 20 nm, corroborando a hipótese do momento magnético inclinado. Além disso, observamos características que lembram um processo de ressonância, assim como o acoplamento do éxciton localizado com o éxciton brilhante. Esses resultados fornecem insights valiosos sobre a interação entre estados excitônicos brilhantes e escuros, abrindo novas possibilidades para explorar a dinâmica de éxcitons em materiais nanoestruturados.