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Passivation of defects in atomic layers

Research Project

Project/Area Number 19F19368
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Review Section Basic Section 28030:Nanomaterials-related
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

北浦 良  名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (50394903)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) CANTON VITORIA RUBEN  名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2019-11-08 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Keywords二次元結晶 / 有機無機ハイブリッド / 機能化
Outline of Research at the Start

原子層物質は多数の欠陥を含んでおり、それがさまざまな可能性の開拓を阻んでいる。本研究では、マイルドな溶液反応を用いて欠陥を修復する方法を開発し、原子層本来の特性を引き出すことを試みる。これによって、典型的には量子収率が1 %程度である原子層の発光効率を100 %近くにまで引き上げるとともに、理想的な電子移動度を示す試料を実現し、原子層の新たな物性観測および応用展開への礎を築くことを試みる。

Outline of Annual Research Achievements

原子層の欠陥修復を念頭に、さまざまな有機官能基を化学気相成長法を用いて成長した原子層半導体の単結晶に対して行った。前年度までにその有効性を明らかとしていたチオール基をもつ分子による修飾を種々の原子層に適用した試料について、極低温での分光実験をすすめたところ、修飾した分子と原子層の間で電子と正孔が分離した新たな励起状態に由来する発光ピークを観測することに成功した。励起状態の寿命は、通常の層内の励起子に比べて一桁程度長く、また原子層のバンド構造と分子軌道のアラインメントを反映して、複数種の発光ピークが存在することが明らかとなった。さらに、修飾にともなって、光電変換の応答性が改善されるなど、当初予期していなかっことを見出すことにも成功した。また、前年度てがけていたウイルスセンサーを、コロナウイルスの抗原に対して適用し、fg/mlオーダーの感度で検出可能であることも見出した。上記した成果についてはすでに原稿を完成し、論文に投稿する準備が整ったところである。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] An ion-selective crown ether covalently grafted onto chemically exfoliated MoS 2 as a biological fluid sensor2021

    • Author(s)
      A Stergiou, C Stangel, R Canton-Vitoria, R Kitaura, N Tagmatarchis
    • Journal Title

      Nanoscale

      Volume: 13 Issue: 19 Pages: 8948-8957

    • DOI

      10.1039/d1nr00404b

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] Unveiling the Photoinduced Electron‐Donating Character of MoS 2 in Covalently Linked Hybrids Featuring Perylenediimide2021

    • Author(s)
      Sideri Ioanna K.、Jang Youngwoo、Garc?s‐Garc?s Jose、Sastre‐Santos ?ngela、Canton‐Vitoria Ruben、Kitaura Ryo、Fern?ndez‐L?zaro Fernando、D'Souza Francis、Tagmatarchis Nikos
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 60 Issue: 16 Pages: 9120-9126

    • DOI

      10.1002/anie.202016249

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stabilization of metallic phases through formation of metallic/semiconducting lateral heterostructures2020

    • Author(s)
      Canton-Vitoria Ruben、Hotta Takato、Liu Zheng、Inoue Tsukasa、Kitaura Ryo
    • Journal Title

      The Journal of Chemical Physics

      Volume: 153 Issue: 8 Pages: 084702-084702

    • DOI

      10.1063/5.0012782

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Optical properties of Zn-porphyrin covalently bounded to MoS2 and WS22021

    • Author(s)
      Ruben Canton-Vitoria, Ryo Kitaura
    • Organizer
      The 60th Fullerene Nanotube Graphene General Symposium
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Functionalization of transition metal dichalcogenides with organic dyes2019

    • Author(s)
      Ruben Canton Vitoria
    • Organizer
      名大・首都大合同研究会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2019-11-29   Modified: 2024-03-26  

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