Materiały dwuwymiarowe (2D), takie jak dichalkogenki metali przejściowych (TMD), zyskały w ostatnich latach ogromne zainteresowanie ze względu na swoje wyjątkowe właściwości optyczne i elektroniczne. Jeszcze większe możliwości oferują ich stopy – nowa klasa materiałów, w których można precyzyjnie dostrajać właściwości poprzez zmianę stosunku pierwiastków. Dzięki temu możliwe jest projektowanie materiałów emitujących światło o ściśle określonej długości fali, co znajduje zastosowanie m.in. w źródłach światła czy ogniwach fotowoltaicznych.

Choć podstawowe właściwości monowarstw TMD są już dobrze poznane, odpowiedź optyczna ich stopów, w szczególności w zakresie fotoluminescencji (PL), nadal pozostaje w dużej mierze niezbadana. Również wpływ grubości i naprężeń mechanicznych na energię drgań sieci krystalicznej (fononów) – zwłaszcza w zakresie niskich energii – nie został dotąd szczegółowo przeanalizowany. Te właśnie niskoczęstotliwościowe drgania są czułe na liczbę warstw, co czyni je doskonałym narzędziem do nieinwazyjnego określania grubości materiału — istotnego parametru w projektowaniu struktur takich jak supersieci moiré czy bramkowane heterostruktury. Kolejnym istotnym, ale słabo poznanym zjawiskiem jest sprzężenie ekscyton–fonon, które wpływa na relaksację energii, poszerzenie linii widmowych i efekty rezonansowe. Szczególną rolę odgrywa tutaj naprężenie lokalne – np. w naturalnie powstających kopułach – które może istotnie zmieniać widma ramanowskie i fotoluminecssencji.

Celem projektu jest kompleksowe zbadanie właściwości optycznych i wibracyjnych oraz sprzężenia ekscyton–fonon w wybranych stopach TMD o różnym składzie, grubości i różnym naprężeniu lokalnym. Próbki będą wytwarzane metodą eksfoliacji mechanicznej z kryształów objętościowych. Struktury naprężone zostaną otrzymane przez napromienianie jonami wodoru. Do przygotowania próbek wysokiej jakości wykorzystana zostanie technika deterministycznego transferu oraz zamykanie w heksagonalnym azotku boru (hBN). Innowacyjność projektu polega na połączeniu wielu technik optycznych w badaniu materiałów pod wpływem różnych perturbacji zewnętrznych, takich jak naprężenie czy zmiana grubości. Uzyskana wiedza może przyczynić się do rozwoju nowoczesnych, strojonych urządzeń optoelektronicznych i kwantowych opartych na materiałach dwuwymiarowych.