ULTRAFAST ELECTRON AND EXCITON DYNAMICS IN TRANSITION METAL DICHALCHOGENIDES, STUDIED BY OPTICAL AND PHOTOELECTRON SPECTROSCOPIES

This thesis reports time-resolved photoluminescence (TR-PL) measurements on exfoliated monolayers of WS2 and MoS2, belonging to the class of transition metal dichalcogenides (TMDs). These measurements allow studying the evolution of the photoluminescence spectrum after excitation with a pulsed source. Measurements as a function of fluence allow to analyse the contributions of excitons and electron-hole plasma (EHP). The thesis also reports complementary measurements of TR-PL and angle-resolved and time-resolved photoemission (TR-ARPES, with the pump-probe technique) on bulk MoS2.

Questa tesi riporta misure di fotoluminescenza risolta in tempo (TR-PL) su monolayers esfoliati di WS2 e MoS2, appartenenti alla classe dei dicalcogenuri dei metalli di transizione (TMDs). Queste misure permettono di studiare l'evoluzione dello spettro di fotoluminescenza dopo una eccitazione con una sorgente impulsata. Le misure in funzione della fluenza permettono di analizzare i contributo degli eccitoni e del plasma di elettroni e lacune (EHP). La tesi riporta anche misure complementari di TR-PL e di fotoemissione risolta in angolo e risolta in tempo (TR-ARPES, con la tecnica pump-probe) sul bulk MoS2.