2016 Fiscal Year Annual Research Report
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15F15313
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
松田 一成 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (40311435)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
TAN DEZHI 京都大学, エネルギー理工学研究所, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2015-11-09 – 2018-03-31
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| Keywords | 原子層物質 / 太陽電池 / 光検出器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. 層状モノカルコゲナイドの光物性と高感度光検出器）
モノカルコゲナイドを含む層状物質の光学特性の理解を進めるとともに、微細加工技術を利用しながら光検出器デバイス作製を進めた。モノカルコゲナイド（GeS）は光吸収や発光測定などから、可視光領域に強い吸収バンドを持つ事、さらに結晶軸（ジグザグ・アームチェア）方向に沿って、強い光学異方性を有する事がわかった。これまでに良く知られている異方性を有する層状物質では、大気中で不安定なものが多く、これに対してモノカルコゲナイドは比較的安定な異方性層状物質である。さらに、この強い吸収特性を利用し電界効果トランジスタをベースにした光検出器の作製を進めた。その結果、可視光領域において7 × 103 A/W (6 × 1014 Jones)の非常に高い感度を有する光検出器を実現した。この値は、これまで報告されている層状物質を利用した光検出器の性能に比べ、格段に高く非常に高感度な光検出器であることを示している。同時に、異方的な光学特性を積極的に利用し、光の偏光方向に強く依存した光検出特性を明らかにした。この特性は、光の偏波面方向に依存して検出特性の異なる検出器として利用でき、二次元層状物質を利用した検出器として新たな機能を付加するものであると言える。
2. 層状モノカルコゲナイドを利用したヘテロ接合）
二次元層状物質による太陽電池の実現を見据え、p型モノカルコゲナイドとn型の遷移金属ダイカルコゲナイドを積層した、pnヘテロ接合の作製を進めた。これまで、GeS/MoS2のヘテロ接合の作製できており、その電流・電圧特性からダイオードとしての振舞を観測している。
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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
本年度の研究計画項目である層状モノカルコゲナイドの光物性と高感度光検出器については、特異な光学異方性に加え、非常に高感度な光検出デバイスを実現するなど、順調に研究が進展している。加えて本研究の最終目標である太陽電池応用についても、そのために必要となるpnヘテロ接合が作製でき、電流電圧特性が得られているなど、研究はおおむね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の方策として、本年度も引き続き太陽電池応用について、そのために必要となるpnヘテロ接合作製、そのレーザーや疑似太陽光照射下での光応答に焦点を当て、研究を推し進める。さらに、本年度検討した層状二次元物質の組み合わせ以外についても、特異な光物性・デバイス特性の研究を進める予定である。
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