2015 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding and device application of the hetero-atomic layers
| Project Area | Science of Atomic Layer Systems |
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| Project/Area Number |
25107004
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
長汐 晃輔 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20373441)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 雅考 国立研究開発法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (20357776)
上野 啓司 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (40223482)
塚越 一仁 国立研究開発法人物質・材料研究機構, その他部局等, その他研究員 (50322665)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | 層状物質 / 複層化 / 輸送特性 / トップゲート |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)グラフェンを用いた有機EL素子応用には、グラフェンの低抵抗化と仕事関数制御が重要である。ドーパント材料として塩化金を選択肢，低抵抗化を確認，UVオゾン処理によりホール注入層であるPEDOT:PSSの濡れ性を向上させた。以上の技術を用いて、PEN基板上にグラフェンを転写して高分子有機EL素子の作製を試み、最大で8,000 cd/m2 @15 Vと輝度の格段の向上に成功した。
(2)トップゲート誘電体層形成／素子封止用ALD装置の自作，立ち上げを行い，MoSe2およびInSe薄片を用いたトップゲートFETの動作を実現した。また黒リンFETにおいて，ALD成長したAl2O3膜が素子保護膜として有効であることを示した。またα(2H)-MoTe2薄片を用いたFETのガスセンサ応用を試み，両極動作MoTe2-FETによるNO2ガスの検出に成功した。
(3)2H-type α-MoTe2を用いたTFTを作製し、原子膜電気伝導への分子吸着による伝導変調を調べた。計測はノイズ分析法により、通常の伝導素子は周波数に対して1／f特性を有する。 本素子でも真空中では同様の特性を示すが、測定チャンバに空気を導入すると、ノイズ強度が15桁上昇して1／f特性が消失し、ゆう端数依存性がなくなる。さらに、導電度変化が2つの抵抗値の間で入れ替わるランダムテレグラフノイズが観測されるようになった。これは、TFTが１つの分子の吸着に対して感度を示していることであり、超高感度のセンサーとしての応用展開が期待できる結果を得た。
(4)h-BNの絶縁破壊電界の結晶方位依存性を調べた結果，層に垂直方向には12MV/cm，層に平行の場合は，4MV/cmと3倍程度の異方性を確認した．これは，面内に結合を集中させることにより，層に垂直方向にのみ破壊電界強度が増加しているためであると理解できる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
グラフェンからTMDC，さらに酸化物系等様々な2次元系に研究が順調に進展しているため．また，デバイス作製におけるプロセスの確立が順調に進んでいる．
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| Strategy for Future Research Activity |
領域会議における班会議をうまく活用し，班内の問題点を確認・解決することで研究の速度を速める．
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Research Products
(59 results)
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[Journal Article] Molecular Self-Assembly in a Poorly Screened Environment: F4tcnq on /BN2015
Author(s)
H.-Z. Tsai, A. A. Omrani, S. Coh, H. Oh, S. Wickenburg, Y.-W. Son, D. Wong, A. Riss, H. S. Jung, G. D. Nguyen, G. F. Rodgers, A. S. Aikawa, T. Taniguchi, K. Watanabe, A. Zettl, S. G. Louie, J. Lu, M. L. Cohen, and M. F. Crommie
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Journal Title
ACS Nano
Volume: 9
Pages: 12168-12173
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Large-Area Synthesis of High-Quality Uniform Few-Layer MoTe2"2015
Author(s)
L. Zhou, K. Xu, A. Zubair, A. Liao, W. Fang, F. Ouyang, Y.-H. Lee, K. Ueno, R. Saito, T. Palacios, J. Kong, and M. S. Dresselhaus
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Journal Title
J. Am. Chem. Soc.
Volume: 137
Pages: 11892-11895
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Tunable Phonon Polaritons in Atomically Thin Van Der Waals Crystals of Boron Nitride2015
Author(s)
S. Dai, Z. Fei, Q. Ma, A. S. Rodin, M. Wagner, A. S. Mcleod, M. K. Liu, W. Gannett, W. Regan, K. Watanabe, T. Taniguchi, M. Thiemens, G. Dominguez, A. H. C. Neto, A. Zettl, F. Keilmann, P. Jarillo-Herrero, M. M. Fogler, and D. N. Basov
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Journal Title
Science
Volume: 343
Pages: 1125-1129
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Wafer Scale Fabrication of Transistors using CVD-Grown and its Application to Inverter Circuit2015
Author(s)
S. Nakaharai, T. Iijima, S. Ogawa, K. Yagi, N. Harada, K. Hayashi, D. Kondo, M. Takahashi, S.-L. Li, K. Tsukagoshi, S. Sato, N. Yokoyama
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Journal Title
Jpn. J. Appl. Phys
Volume: 54
Pages: 04DN06/1-4
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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