2016 Fiscal Year Research-status Report
大面積Ⅵ族遷移金属ダイカルコゲナイド単層膜を用いた新しいValley機能の探索
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16K13618
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
竹延 大志 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70343035)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | マイクロ・ナノデバイス / 物性実験 / 分子性固体 / 複合材料・物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、バレートロニクスの舞台として注目されるⅥ属遷移金属ダイカルコゲナイド（MX2, M = Mo, W, X = S, Se）大面積単層膜を用いた新奇物理現象の探索と機能性素子実現に挑戦する。本申請前の段階で、応募者らは世界に先駆けて大面積なMX2単層膜の成長と、電解質を用いた電気二重層トランジスタ（EDLT）作製に成功した。本研究では、応募者らにノウハウが蓄積されたこの絶好の機会を逃すことなく、大面積試料と電気二重層の組み合わせにより初めて実現可能な、①電界効果誘起超伝導、②高輝度・円偏光発光素子、③Valley機能に起因するゼーベック効果、の三機能実現を目指している。
平成28年度の研究実績は具体的に以下である。
①電界効果誘起超伝導：初年度は新たに2K以下の測定を可能にする冷却装置の立ち上げと冷却装置内でのEDLT駆動を目標とし、これを達成した。その上で、次年度の目標であった0.4Kまでの金属伝導を大面積膜としては世界で初めて成功し、前倒しで目標を達成している。
②高輝度・円偏光発光素子：初年度は多結晶MX2単層膜を用いて有機材料以外での初めての電気化学発光セル作製を目標とし、これを達成した。その上で、次年度の目標であったパルス駆動や大電流・高輝度駆動にも成功し、前倒しで目標を達成している。
③Valley機能に起因するゼーベック効果：初年度は、大面積多結晶MX2単層膜を用いたEDLTを作製し、フェルミレベルを大幅に変化させながらゼーベック効果の観測を目標とし、これを達成した。その上で、次年度の目標であった真空・低温下での測定装置開発を前倒しで進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究は、大面積試料と電気二重層の組み合わせにより初めて実現可能な、①電界効果誘起超伝導、②高輝度・円偏光発光素子、③Valley機能に起因するゼーベック効果、の三機能実現を目指している。平成28年度においては、以下のように全ての研究項目において当初の目標を達成するだけでなく計画の前倒しに成功している。
①電界効果誘起超伝導：当初の目標を達成しつつ、次年度の目標であった0.4Kまでの金属伝導を大面積膜としては世界で初めて成功し、前倒しで目標を達成している。
②高輝度・円偏光発光素子：当初の目標を達成しつつ、次年度の目標であったパルス駆動や大電流・高輝度駆動にも成功し、前倒しで目標を達成している。
③Valley機能に起因するゼーベック効果：当初の目標を達成しつつ、次年度の目標であった真空・低温下での測定装置開発を前倒しで進めた。
よって、当初の計画以上に進展しており、今後も大きな成果が期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究は、バレートロニクスの舞台として注目されるⅥ属遷移金属ダイカルコゲナイド（MX2, M = Mo, W, X = S, Se）大面積単層膜を用いた新奇物理現象の探索と機能性素子実現に挑戦する。本申請前の段階で、応募者らは世界に先駆けて大面積なMX2単層膜の成長と、電解質を用いた電気二重層トランジスタ（EDLT）作製に成功した。本研究では、応募者らにノウハウが蓄積されたこの絶好の機会を逃すことなく、大面積試料と電気二重層の組み合わせにより初めて実現可能な、①電界効果誘起超伝導、②高輝度・円偏光発光素子、③Valley機能に起因するゼーベック効果、の三機能実現を目指している。
平成29年度は、平成28年度の成果を基に以下のように研究を推進。
①電界効果誘起超伝導：平成28年度中に0.4Kまでの金属伝導を大面積膜としては世界で初めて成功している。今年度は、電解質の最適化や電圧印可方法の改善により超電導転移を目指す。
②高輝度・円偏光発光素子：平成28年度中にパルス駆動や大電流・高輝度駆動に成功している。今年度は、材料を単結晶膜まで広げ高輝度・円偏光発光素子実現を目指す。
③Valley機能に起因するゼーベック効果：平成28年度中に真空・低温下での測定装置開発を前倒しで進めており、継続して装置開発を行う。その上で、Valley機能に起因するゼーベック効果を探索する。
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| Causes of Carryover |
適切かつ計画的に使用したが、年度末の値引き等により少額の差異が発生した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度の予算と合算し、旅費の一部として使用する。
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[Journal Article] Photodetection in p-n junctions formed by electrolyte-gated transistors of two-dimensional crystals2016
Author(s)
Daichi Kozawa, Jiang Pu, Ryo Shimizu, Shota Kimura, Ming-Hui Chiu, Keiichiro Matsuki, Yoshifumi Wada, Tomo Sakanoue, Yoshihiro Iwasa, Lain-Jong Li, Taishi Takenobu
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Journal Title
Applied Physics Letters
Volume: 109
Pages: 201107
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] 有機デバイスにおける界面制御2017
Author(s)
Taishi Takenobu
Organizer
電子情報通信学会 2017年総合大会
Place of Presentation
名城大学（愛知県名古屋市）
Year and Date
2017-03-22 – 2017-03-25
Invited
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[Presentation] 多結晶MoS2単層膜における電界誘起金属-絶縁体転移2017
Author(s)
蒲 江, 枝川 祐介, 三田村 昌哉, 河合 英輝, Lain-Jong Li , 蓬田 陽平, 柳 和宏, 伊東 裕, 竹延 大志
Organizer
日本物理学会 第72回年次大会
Place of Presentation
大阪大学 豊中キャンパス（大阪府豊中市）
Year and Date
2017-03-17 – 2017-03-20
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[Presentation] 電解質を用いた新しい機能性素子2016
Author(s)
Taishi Takenobu
Organizer
第3回有機・無機エレクトロニクスシンポジウム
Place of Presentation
石川県政記念 しいのき迎賓館（石川県金沢市）
Year and Date
2016-07-15 – 2016-07-16
Invited
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