2021 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ構造体の局所力学場制御によるバレートロニクスデバイスの創製
Publicly Offered Research
Project Area | New Materials Science on Nanoscale Structures and Functions of Crystal Defect Cores |
Project/Area Number |
20H05189
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Research Institution | Nagoya University |
Principal Investigator |
蒲 江 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (00805765)
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Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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Keywords | 遷移金属ダイカルコゲナイド / ヘテロ接合 / 円偏光 / バレー分極 / 電解質 / 歪み効果 |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目標は、原子層物質において力学特性がもたらす局所電子構造変化を解明・制御することで、新しい光・電子機能(オプト・バレートロニクス)デバイスの実現を目指す。具体的には、空間反転対称性が破れた原子層物質、遷移金属ダイカルコゲナイド(TMDC)が有する、波数空間における磁気的に非等価なバレーを力学的に制御する手法を確立し、これにより生じるバレー流を新たな自由度とするデバイスの作製を目的とする。 本研究目的に対し、本年度は(I)ヘテロ界面歪みによる室温円偏光発光の生成・制御と、(II)歪みを利用した高偏極率な円偏光発光素子の設計、の2項目について取り組んだ。以下にそれぞれの項目に関して研究実績の概要を示す。 (I)原子層ヘテロ接合を用いた室温円偏光発光素子 まず化学成長したTMDC面内ヘテロ単層膜を用いて電解質発光素子を作製し、ヘテロ界面からの電流励起発光を直接観測した。次に、界面発光の円偏光分解を測定したところ、室温において10%以上の高い円偏光分極が観測された。最後、ヘテロ界面の原子配列を電子顕微鏡で評価した結果、界面歪みが室温円偏光生成の起源であることを明らかにした。原子層ヘテロ構造は、化学合成による多様な材料展開や、大面積化・パターニング技術も適用でき、材料設計による高効率な円偏光発光素子が期待できる。 (II)歪みによる高偏極率な室温円偏光発光素子の設計 上記の結果及び昨年度の成果により、TMDCの力学制御が円偏光発光の生成・制御に極めて有用な手法であることが示された。最後、100%室温円偏光発光を実現するための最適な歪み効果(強度・方位)及び電場等のデバイスパラメータを、理論計算によりシミュレーションを行った。その結果、現状のデバイス設計において歪みを増大することで、今後100%室温円偏光発光素子の作製が実験的に達成可能であることが明らかとなった。
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Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Remarks |
プレスリリース
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[Journal Article] Formation of a Two-Dimensional Electronic System in Laterally Assembled WTe Nanowires2022
Author(s)
Hiroshi Shimizu, Jiang Pu, Zheng Liu, Hong En Lim, Mina Maruyama, Yusuke Nakanishi, Shunichiro Ito, Iori Kikuchi, Takahiko Endo, Kazuhiro Yanagi, Yugo Oshima, Susumu Okada, Taishi Takenobu, Yasumitsu Miyata
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Journal Title
ACS Applied Nano Materials
Volume: Just accepted
Pages: Just accepted
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Spatial Control of Dynamic p-i-n Junctions in Transition Metal Dichalcogenide Light-Emitting Devices2021
Author(s)
Hao Ou, Hirofumi Matsuoka, Juliette Tempia, Tomoyuki Yamada, Togo Takahashi, Koshi Oi, Yuhei Takaguchi, Takahiko Endo, Yasumitsu Miyata, Chang-Hsiao Chen, Lain-Jong Li, Jiang Pu, Taishi Takenobu
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Journal Title
ACS Nano
Volume: 15
Pages: 12911-12921
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Air-stable and efficient electron doping of monolayer MoS2 by salt-crown ether treatment2021
Author(s)
Hiroto Ogura, Masahiko Kaneda, Yusuke Nakanishi, Yoshiyuki Nonoguchi, Jiang Pu, Mari Ohfuchi, Toshifumi Irisawa, Hong En Lim, Takahiko Endo, Kazuhiro Yanagi, Taishi Takenobu, Yasumitsu Miyata
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Journal Title
Nanoscale
Volume: 13
Pages: 8784-8789
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Air-stable, efficient n-type doping of MoS2 by salt-crown ether treatment2021
Author(s)
Hiroto Ogura, Masahiko Kaneda, Yusuke Nakanishi, Yoshiyuki Nonoguchi, Jiang Pu, Mari Ohfuchi, Toshifumi Irisawa, Hong En Lim, Takahiko Endo, Kazuhiro Yanagi, Taishi Takenobu, Yasumitsu Miyata
Organizer
MNC2021
Int'l Joint Research
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[Presentation] Air-stable n-type doping of monolayer MoS2 by crown-ether complexe2021
Author(s)
Hiroto Ogura, Masahiko Kaneda, Yusuke Nakanishi, Yoshiyuki Nonoguchi, Jiang Pu, Mari Ohfuchi, Toshifumi Irisawa, Hong En Lim, Takahiko Endo, Kazuhiro Yanagi, Taishi Takenobu, Yasumitsu Miyata
Organizer
RPGR2021
Int'l Joint Research
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[Presentation] Spatial Control of Dynamic p-i-n Junctions in Transition Metal Dichalcogenide Light-Emitting Devices2021
Author(s)
Hao Ou, Hirofumi Matsuoka, Juliette Tempia, Tomoyuki Yamada, Togo Takahashi, Koshi Oi, Yuhei Takaguchi, Takahiko Endo, Yasumitsu Miyata, Chang-Hsiao Chen, Lain-Jong Li, Jiang Pu1, Taishi Takenobu
Organizer
RPGR2021
Int'l Joint Research
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[Presentation] Wafer-Scale Growth of 1D Transition Metal Telluride Atomic Wires2021
Author(s)
Hong En Lim1, Yusuke Nakanishi, Zheng Liu , Jiang Pu, Mina Maruyama, Takahiko Endo, Chisato Ando, Hiroshi Shimizu, Kazuhiro Yanagi, Susumu Okada, Taishi Takenobu, Yasumitsu Miyata
Organizer
RPGR2021
Int'l Joint Research
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