2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of high temperature control technique using belt type high pressure apparatus and application for new materials synthesis
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16K14395
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
谷口 尚 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (80354413)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ベルト型高圧装置 / 高圧高温発生 / 断熱材 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では、3000℃領域の高圧高温合成実験を可能とするための技術開発を目的とした。技術開発の対象としたのはダイヤモンド結晶等の工業利用に活用されているベルト型高圧発生装置であり、通常の合成条件は5～6万気圧,1500℃程度である。
平成27年度は黒鉛発熱体周囲を六方晶窒化ホウ素(hBN)と酸化マグネシウム製断熱部材の複合化により、2500℃以上の比較的長時間の定常的な高温実験を行った。H28年度は更に高温度の発生では同様の試料構成において測温方法の工夫として、発熱体内部と外部の2カ所に熱電対を設置し、内部の熱電対が2300℃付近で融解して断線した後も外部の熱電対により発熱体の定常的な加熱状態(定常的な発熱)を観測することで、投入電力からの外挿値による温度評価(3000℃領域）の妥当性を担保した。
高温度下での合成実験では，2万気圧,2000℃領域からの徐冷法による遷移金属ダイカルコゲナイド単結晶の融液からの結晶成長を行った。5mm程度の多結晶インゴットが回収され 、個別の単結晶ドメインサイズでは1mm程度の良質結晶が得られた。剥離転写法により同結晶の単層膜を作成して光物性、キャリア移動度等を評価した（MoS2,MoSe2,WS2等）。
更に高温度領域の実験では、2万気圧、3400℃領域で六方晶窒化ホウ素(hBN)単結晶への炭素ドーピング、黒鉛結晶へのホウ素ドーピング実験を行った。SIMS分析により1000ppm以上の炭素、ホウ素がそれぞれhBN及び黒鉛単結晶へドープされたことを確かめると共にhBNの発光特性（450nm近傍の高輝度発光）と黒鉛の電気的特性の大きな変化（グラフェンとしての移動度の減少）が見出された。
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[Journal Article] Weakly Trapped, Charged, and Free Excitons in Single-Layer MoS2 in the Presence of Defects, Strain, and Charged Impurities2017
Author(s)
S. Dubey, S. Lisi, G.Nayak, F. Herziger, Van-Dung Nguyen, T. Le Quang, V. Cherkez, C. González, Y. J. Dappe, K. Watanabe, T. Taniguchi, L. Magaud, P. Mallet, Jean-Y. Veuillen, R. Arenal, L. Marty, J. Renard, N. Bendiab, J. Coraux, V. Bouchiat
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Journal Title
ACS NANO
Volume: 11
Pages: 112069
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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