2016 Fiscal Year Annual Research Report
Direct imaging of dopant intercalation in two-dimensional materials
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15K18202
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
石川 亮 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (20734156)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 蛍光体 / 単原子ドーパント / 走査透過型電子顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，希土類元素をドープした六方晶系窒化ホウ素において観察された発光起源の原子・電子構造を明らかにすることを目的とした．これらを明らかにするため，原子番号に依存したコントラストが得られる環状暗視野法（ADF-STEM）を用いた局所構造解析を行った．電子顕微鏡では薄片化した清浄なサンプルが必要となるため，初年度はスコッチテープ等を用いた薄片化を試みた．得られた薄片化試料を電子顕微鏡用グリッドに転写し，実際に原子分解能での観察が可能であることを確認した．試料は大気中で転写しているため，炭化水素系のコンタミネーションが見られた． 真空中で転写したサンプルを400℃程度で熱処理を行うことにより，これらのコンタミを取り除くことが可能であることが明らかとなった．試料は複数原子層であるものの，電子線による試料ダメージ観察されたため，低加速電圧である80kVでの観察が重要であることが明らかとなった．ADF-STEM法を用いることより，単原子状態の希土類元素が試料中に分散されていることが直接観察でき，その原子サイトはホウ素や窒素サイトではなかった．一方で，連続して同領域を観察していると希土類単原子が電子線照射により動いていることが分かった．すなわち，発光起源である希土類元素は置換ではなく層間に挿入されていることが予想される．以上の結果より，高温高圧条件を用いることにより，イオン半径によらず様々な元素がドープでき，半導体あるいは絶縁体に新たな機能を付与できることが明らかとなった．
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[Journal Article] Transparent polycrystalline cubic silicon nitride2017
Author(s)
N. Nishiyama, R. Ishikawa, H. Ohfuji, H. Marquardt, A. Kurnosov, T. Taniguchi, B. Kim, H. Yoshida, A. Masuno, J. Bednarcik, E. Kulik, Y. Ikuhara, F. Wakai, and T. Irifune
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 7
Pages: 44755
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Possible Absence of Critical Thickness and Size Effect in Ultrathin Perovskite Ferroelectric Films2017
Author(s)
P. Gao, Z. Zhang, M. Li, R. Ishikawa, B. Feng, H.-J, Liu, Y.-L. Huang, N. Shibata, X. Ma, S. Chen, J. Zhang, K. Liu, E.-G. Wang, D. Yu, L. Liao, Y. -H. Chu, Y. Ikuhara
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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