2021 Fiscal Year Annual Research Report
原子層半導体のボトムアップ成長によるラテラルホモ接合の実現
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19K15403
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
岡田 光博 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究員 (10824302)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 遷移金属ダイカルコゲナイド / ガスソースCVD / 化学気相成長 / ドーピング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、研究の総仕上げを行うこととし、論文として成果をまとめる点に注力した。
MoS2に対するボトムアップ的手法によるラテラルホモ接合の実現のテーマについては、論文化を進めた。昨年度末に得られた放射光を用いた超高空間分解能X線光電子分光分析の結果を、機械学習を用いた高速処理によりカーブフィッティングし、結晶外縁部におけるNb 4+ピークの確認、及びMo 3d 4+ピークの低束縛エネルギーシフトを確認可能なマッピングデータの作成に成功した。この結果は、p-n接合の整流特性が、Nbドーピングしたp型領域に起因していることを示す結果である。これに加え、今までに蓄積した結果を総合し論文を投稿、そして12月にAPL Materials誌へ掲載され、この論文はAPL Materials誌 2021年12月号の表紙を飾った。
一方で、気体原料を用いたWS2の成長については、低温成長技術開発に向けた条件検討を進めていたところ、偶然準安定相WS2が成長する条件が存在することを見出した。得られた試料に対し高角度環状暗視野走査透過型電子顕微鏡による原子分解能結晶構造観察を行ったところ、準安定相WS2に特有であるW原子のジグザグチェーン構造が観測され、得られた試料は確かに準安定相WS2であることを確認した。条件最適化の結果、得られた結晶粒径は150マイクロメートルを超え、既報(<40マイクロメートル)を超えるフレークの大面積な試料成長技術開発に成功した。以上の結果はRaman分光等、他の実験結果と併せ特許を出願するとともに、現在論文投稿中である。
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[Journal Article] Growth of MoS2-Nb-doped MoS2 lateral homojunctions: A monolayer p-n diode by substitutional doping2021
Author(s)
Mitsuhiro Okada, Naoka Nagamura, Tarojiro Matsumura, Yasunobu Ando, Anh Khoa Augustin Lu, Naoya Okada, Wen-Hsin Chang, Takeshi Nakanishi, Tetsuo Shimizu, Toshitaka Kubo, Toshifumi Irisawa, Takatoshi Yamada
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Journal Title
APL Materials
Volume: 9
Pages: 121115-1-10
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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