遷移金属ダイカルコゲナイドの新規光電変換機能とその応用

• 研究課題/領域番号: 15K13500
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 松田 一成 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (40311435)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 原子層物質 / 太陽電池 / 光電変換

研究成果の概要

本研究では、遷移金属ダイカルコゲナイドなどの原子層物質を対象として、新しい光電変換プロセスの開拓と太陽電池などの光電変換デバイス応用を進めた。原子層物質の発光量子効率を精密に測定する方法を提案し、その結果を通して光学的性質や光電変換プロセスを理解する上で重要となる重要な基礎的指針が得られた。さらに、原子層物質をキャリブロッキング層として利用したグラフェン/MoS2/Si のヘテロ構造太陽電池において、11. 1%の高い光電変換効率を達成した。

研究成果

• [国際共同研究] シンガポール国立大学(シンガポール)
• [雑誌論文] Evaluation of photoluminescence quantum yield of monolayer WSe2 using reference dye of 3-borylbithiophene derivative (2017)
  • 著者名/発表者名: N. Baizura Mohamed, F. Wang, H. En Lim, W. Zhang, S. Koirala, S. Mouri, Y. Miyauchi, and K. Matsuda
  • 雑誌名: Phys. Status. Solidi. B 巻: 254 号: 2 ページ: 1600563-1600563
  • DOI: 10.1002/pssb.201600563
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Homogeneous linewidth broadening and exciton dephasing mechanism in MoTe2 (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Koirala, S. Mouri, Y. Miyauchi, K. Matsuda
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 93 号: 7 ページ: 075411-075411
  • DOI: 10.1103/physrevb.93.075411
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Exciton-plasmon coupling and electromagnetically induced transparency in monolayer semiconductor hybridized with Ag nanoparticels (2016)
  • 著者名/発表者名: W. Zhao, S. Wang, B. Liu, I. Verzhbitskiy, S. Li, F. Giustiano, D. Kozawa, K. P. Loh, K. Matsuda, K. Okamoto, R. F. Oulton, and G. Eda
  • 雑誌名: Adv. Mat. 巻: 28 号: 14 ページ: 2709-2715
  • DOI: 10.1002/adma.201504478
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fabrication and In Situ Transmission Electron Microscope Characterization of Free-Standing Graphene Nanoribbon Devices (2016)
  • 著者名/発表者名: Q. Wang, R. Kitaura, S. Suzuki, Y. Miyauchi, K. Matsuda, Y. Yamamoto, S. Arai, H. Shinohara
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 10 号: 1 ページ: 1475-1480
  • DOI: 10.1021/acsnano.5b06975
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient near-infrared up-conversion photoluminescence in carbon nanotubes (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Akizuki, S. Aota, S. Mouri, K. Matsuda, Y. Miyauchi
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 6 号: 1 ページ: 8920-8920
  • DOI: 10.1038/ncomms9920
  • NAID: 120005670980
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Enhanced photovoltaic performances of graphene/Si solar cells by insertion of MoS2 thin film (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Tsuboi, F.Wang, D. Kozawa, K. Funahashi, S. Mouri, Y. Miyauchi, T. Takenobu, K. Matsuda
  • 雑誌名: Nanoscale 巻: 7 号: 34 ページ: 14476-14482
  • DOI: 10.1039/c5nr03046c
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Novel optical properties of nano-carbon and two-dimensional materials (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Matsuda
  • 学会等名: The 3rd Muju international Winter School
  • 発表場所: Muju, Korea
  • 年月日: 2016-01-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Novel optical properties and application of atomically thin two-dimensional material and its hetero-structure (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Matsuda
  • 学会等名: CEMS Topical Meeting on Emergent 2D Materials
  • 発表場所: Wako, Japan
  • 年月日: 2015-12-11
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Novel optical properties of monolayer transition metal dichalcogenide (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Matsuda
  • 学会等名: 6th A3 symposium on Energy Materials
  • 発表場所: Hakata, Japan
  • 年月日: 2015-11-09
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Fundamental optical properties and optical device application of 2D materials (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Matsuda
  • 学会等名: 2015 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2015)
  • 発表場所: Hokkaido, Japan
  • 年月日: 2015-09-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Novel excitonic properties arising from excitons and trions in nano-carbon and atomically thin layered materials (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Matsuda
  • 学会等名: 6th Workshop of Nanotube Optics and Nanospectroscopy (WONTON'15)
  • 発表場所: Konster Banz, Germany
  • 年月日: 2015-06-01
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Novel excitonic properties of nano-carbon and atomically thin layered materials (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Matsuda
  • 学会等名: 11th International Conference on Excitonic and Photonic Processes in Condensed Matter and Nano Materials
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2015-05-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] カルコゲナイド系層状物質の最新研究、第六章「単層遷移金属ダイカルコゲナイドの光学的性質」 (2016)
  • 著者名/発表者名: 毛利真一郎, 松田一成
  • 総ページ数: 286
  • 出版者: CMC出版