Contributors: SPINtronique et TEchnologie des Composants (SPINTEC); Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG); Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)); Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)); Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA); Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI); Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)); Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA); Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO); Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse); Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT); Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3); Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie - CNRS Chimie (INC-CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP); Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3); Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie - CNRS Chimie (INC-CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP); Université de Toulouse (UT)-Fédération de recherche « Matière et interactions » (FeRMI); Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3); Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); National Institute for Materials Science (NIMS); Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM); Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG); ANR-18-CE24-0007,MAGICVALLEY,Polarisation de vallée induite par couplage d'échange magnétique dans les matériaux 2D à grande échelle(2018); ANR-21-ESRE-0025,2D-MAG,Two-dimensional magnetic materials(2021); ANR-10-LABX-0051,LANEF,Laboratory of Alliances on Nanosciences - Energy for the Future(2010); European Project: 881603,H2020,H2020-SGA-FET-GRAPHENE-2019, GrapheneCore3(2020); European Project: 829061,NANOPOLY; European Project: 101079179,DYNASTY
نبذة مختصرة : International audience ; Transition metal dichalcogenides (TMDs) like MoSe$_2$ exhibit remarkable optical properties such as intense photoluminescence (PL) in the monolayer form. To date, narrow-linewidth PL is only achieved in micrometer-sized exfoliated TMD flakes encapsulated in hexagonal boron nitride (hBN). In this work, we develop a growth strategy to prepare monolayer MoSe$_2$ on hBN flakes by molecular beam epitaxy in the van der Waals regime. It constitutes the first step toward the development of large area single crystalline TMDs encapsulated in hBN for potential integration in electronic or optoelectronic devices. For this purpose, we define a two-step growth strategy to achieve monolayer-thick MoSe$_2$ grains on hBN flakes. The high quality of MoSe$_2$ allows us to detect very narrow PL linewidth down to 5.5 meV at 13 K, comparable to the one of encapsulated exfoliated MoSe$_2$ flakes. Moreover, sizeable PL can be detected at room temperature as well as clear reflectivity signatures of A, B, and charged excitons.
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