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原子層遷移金属ダイカルコゲナイドを用いた高機能・高性能光デバイスの創出

研究課題

研究課題/領域番号 17H06736
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 ナノ材料工学
研究機関名古屋大学

研究代表者

蒲 江  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (00805765)

研究期間 (年度) 2017-08-25 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード遷移金属ダイカルコゲナイド / 電解質 / 発光デバイス / 受光デバイス / 原子層物質 / フレキシブルエレクトロニクス / 発光ダイオード / バレー分極 / 二次元材料 / ナノ材料 / 光物性 / 物性実験
研究成果の概要

本研究では、原子層遷移金属ダイカルコゲナイド(TMDC)と電解質によるユニークな素子構造を組み合わせることで、高機能かつ高性能な原子層発光デバイスの作製を目的とした。これに対し、まず、様々な(可視―近赤外)発光領域を有するTMDC及びそれらのヘテロ構造を用いた発光デバイスを作製し、その基礎的な発光特性を評価した。次に、TMDCを可塑性基板上に転写する技術を構築し、柔軟性に優れた発光デバイスの作製に成功した。最後に、共振器導入による発光効率の向上や、TMDCの特殊な電子構造に由来した円偏光発光デバイスの作製にも取り組み、TMDCによる光デバイスの更なる機能化と応用可能性を見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

原子層遷移金属ダイカルコゲナイド(TMDC)は低次元系特有の光物性と多彩な発光色、優れた可塑性を有しており、Internet of Thingsを体現する次世代光デバイスを担う材料であると期待されている。しかしながら、従来のTMDCを用いた発光デバイス作製技術は汎用性に乏しく、高機能化や高性能化の研究は皆無であった。これに対し、本研究では独自の素子技術を開発することで様々なTMDC発光デバイスを容易に作製でき、高柔軟性や共振器導入可能なデバイスを実現した。ここで構築した素子技術及び材料物性はTMDCの光デバイス応用へのベンチマークを築くものであり、その学術的・産業的インパクトは極めて大きい。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 5件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 15件)

  • [国際共同研究] Feng Chia University(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] KAUST(サウジアラビア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Academia Sinica(台湾)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] KAUST(サウジアラビア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Two-dimensional ground-state mapping of a Mott-Hubbard system in a flexible field-effect device2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawasugi, K. Seki, S. Tajima, J. Pu, T. Takenobu, S. Yunoki, H. M. Yamamoto, and R. Kato
    • 雑誌名

      Science Advances (掲載決定)

      巻: なし 号: 5

    • DOI

      10.1126/sciadv.aav7282

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Monolayer Transition Metal Dichalcogenides as Light Sources2018

    • 著者名/発表者名
      Pu Jiang、Takenobu Taishi
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 30 号: 33 ページ: 1707627-1707627

    • DOI

      10.1002/adma.201707627

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Large-Area InSe Monolayers by Chemical Vapor Deposition2018

    • 著者名/発表者名
      Chang Han-Ching、Tu Chien-Liang、Lin Kuang-I、Pu Jiang、Takenobu Taishi、Hsiao Chien-Nan、Chen Chang-Hsiao
    • 雑誌名

      Small

      巻: 14 号: 39 ページ: 1802351-1802351

    • DOI

      10.1002/smll.201802351

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Chemical hole doping into large-area transition metal dichalcogenide monolayers using boron-based oxidant2018

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Matsuoka, Kaito Kanahashi, Naoki Tanaka, Yoshiaki Shoji, Lain‐Jong Li, Jiang Pu, Hiroshi Ito, Takanori Fukushima, Taishi Takenobu
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 2S2 ページ: 1-4

    • DOI

      10.7567/jjap.57.02cb15

    • NAID

      210000148662

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Self-Aligned and Scalable Growth of Monolayer WSe2-MoS2 lateral heterojunctions2018

    • 著者名/発表者名
      M-Y. Li, J. Pu, J-K. Huang, Y. Miyauchi, K. Matsuda, T. Takenobu, and L-J Li
    • 雑誌名

      Advanced Functional Materials

      巻: 28 号: 17 ページ: 1706860-1706860

    • DOI

      10.1002/adfm.201706860

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A versatile and simple approach to generate light emission in semiconductors mediated by electric double layers2017

    • 著者名/発表者名
      Jiang Pu, Taiyo Fujimoto, Yuki Ohasi, Shota Kimura, Chang-Hsiao Chen, Lain-Jong Li, Tomo Sakanoue, Taishi Takenobu
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 印刷中 号: 24 ページ: 1606918-1606918

    • DOI

      10.1002/adma.201606918

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Interface electroluminescence from in-plane heterostructures based transition metal dichalcogenide monolayers2019

    • 著者名/発表者名
      Yuhei Takaguchi, Jiang Pu, Hirofumi Matsuoka, Yu Kobayashi, Yutaka Maniwa, Taishi Takenobu, Yasumitsu Miyata
    • 学会等名
      第56回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exciton polarizability and renormalization effects for optical modulation in monolayer semiconductors2019

    • 著者名/発表者名
      Jiang Pu, Keichiro Matsuki, Leiqiang Chu, Yu Kobayashi, Shogo Sasaki, Yasumitsu Miyata, Goki Eda, Taishi Takenobu
    • 学会等名
      第56回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電解質を用いた原子層発光素子の発光特性2019

    • 著者名/発表者名
      蒲 江, 松岡 拓史, Juliette Tempia, 小林 佑, 宮田 耕充, Chang-Hsiao Chen, Lain-Jong Li, 竹延 大志
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 有機モット絶縁体κ-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Clにおける非フェルミ液体的挙動とそのドーピング非対称性2019

    • 著者名/発表者名
      川椙義高, 関和弘, 蒲江, 竹延大志, 柚木清司, 山本浩史, 加藤礼三
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Direct Electroluminescence Imaging of Transition Metal Dichalcogenides2018

    • 著者名/発表者名
      Jiang Pu, Wenjin Zhang, Yu Kobayashi, Yuhei Takaguchi, Yasumitsu Miyata, Lain-Jong Li, Kazunari Matsuda, Yuhei Miyauchi, Taishi Takenobu
    • 学会等名
      SSDM2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electric double layer light emitting diode of WS2/MoS2 in-plane heterostructures2018

    • 著者名/発表者名
      Yuhei Takaguchi, Jiang Pu, Hirofumi Matsuoka, Yu Kobayashi, Taishi Takenobu, Yutaka Maniwa, Yasumitsu Miyata
    • 学会等名
      第55回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Universality in Transition Metal Dichalcogenide Light-Emitting Devices2018

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Matsuoka, Juliette Tempia, Tomoyuki Yamada, Tomohiro Ogura, Lain-Jong Li, Tomo Sakanoue, Jiang Pu, Taishi Takenobu
    • 学会等名
      第55回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electric Double Layer Transistors of CVD-grown monolayer InS and InSe2018

    • 著者名/発表者名
      Jiang Pu, Han-Ching Chang, Chien-Liang Tu, Kuang-I Lin, Chien-Nan Hsiao, Chang-Hsiao Chen, Taishi Takenobu
    • 学会等名
      第55回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Room Temperature Valley Polarized Light-Emitting Diodes of Monolayer Transition Metal Dichalcogenides2018

    • 著者名/発表者名
      Jiang Pu, W. Zhang, Y. Kobayashi, Y. Takaguchi, Y. Miyata, K. Matsuda, Y. Miyauchi, T. Takenobu
    • 学会等名
      RPGR2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electronic and Thermoelectric Devices of CVD-grown Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides2018

    • 著者名/発表者名
      Jiang Pu, Kaito Kanahashi, Nguyen Thanh Cuong, Chang-Hsiao Chen, Lain-Jong Li, Susumu Okada, Hiromichi Ohta, and Taishi Takenobu
    • 学会等名
      Workshop on Thermal and Charge Transport across Flexible Nano-Interfaces
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Direct Electroluminescence Imaging of Polycrystalline Monolayer Transition Metal Dichalcogenide Light-emitting Devices2018

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Matsuoka, Tempia Juliette, Lain-Jong Li, Jiang Pu, Tomo Sakanoue, Taishi Takenobu
    • 学会等名
      MNC2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多結晶遷移金属ダイカルコゲナイド単層膜の電流励起発光イメージング2018

    • 著者名/発表者名
      松岡拓史, 蒲江, Lain-Jong Li , 坂上知, 竹延大志
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Electric-field-induced Metal-Insulator Transition and Quantum Transport in Large-Area Polycrystalline MoS2 Monolayers2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Yamada, Jiang Pu, Lain-Jong Li, Taishi Takenobu
    • 学会等名
      The 54th Fullerenes-Nanotubes-Graphene General Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Monolayer WSe2-MoS2 Lateral Heterojunction Light-Emitting Diodes2018

    • 著者名/発表者名
      Jiang Pu, Ming-Yang Li, Jing-Kai Huang, Yuhei Miyauchi, Kazunari Matsuda, Lain-Jong Li, Taishi Takenobu
    • 学会等名
      The 54th Fullerenes-Nanotubes-Graphene General Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電気二重層ドーピングとひずみ制御によるκ型ET塩の超伝導相の探索II2018

    • 著者名/発表者名
      川椙義高, 関和弘, 蒲江, 竹延大志, 柚木清司, 山本浩史, 加藤礼三
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 単層MoS2/WSe2面内ヘテロ接合発光ダイオード2018

    • 著者名/発表者名
      蒲江, Ming-Yang Li, Jing-Kai Huang, 宮内雄平, 松田一成, Lain-Jong Li, 竹延大志
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 電解質を用いた単層遷移金属ダイカルコゲナイド発光素子2017

    • 著者名/発表者名
      蒲江, Wenjin Zhang, 松岡拓史, 小林佑, 高口裕平, 宮田 耕充, Lain-Jong Li, 松田一成, 宮内雄平, 竹延大志
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 電気二重層ドーピングとひずみ制御によるκ型ET塩の超伝導相の探索2017

    • 著者名/発表者名
      川椙義高, 関和弘, 蒲江, 竹延大志, 柚木清司, 山本浩史, 加藤礼三
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 大面積MoS2単層膜における電界誘起金属-絶縁体転移2017

    • 著者名/発表者名
      蒲江, 山田知之, Lain-Jong Li, 松田達磨, 蓬田陽平, 柳和宏, 伊東裕, 竹延大志
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Direct Electroluminescence Imaging of Transition Metal Dichalcogenides2017

    • 著者名/発表者名
      Jiang Pu, Wenjin Zhang, Hirofumi Matsuoka, Yu Kobayashi, Yuhei Takaguchi, Yasumitsu Miyata, Lain-Jong Li, Kazunari Matsuda, Yuhei Miyauchi, Taishi Takenobu
    • 学会等名
      The 53th FNTG Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] WSe2/MoSe2面内ヘテロ構造を利用した電気二重層発光ダイオード2017

    • 著者名/発表者名
      高口裕平, 蒲江, 小林佑, 竹延大志, 真庭豊, 宮田耕充
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Transport properties of CVD-grown monolayer MoS2 crystals2017

    • 著者名/発表者名
      Tomomi Uchida, Yu Kobayashi, Jiang Pu, Taishi Takenobu, Takahiko Endo, Yutaka Maniwa, Yasumitsu Miyata
    • 学会等名
      The 53rd Fullerenes-Nanotubes-Graphene General Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electric Double Layer Light Emitting Diode of WSe2/MoSe2 in-plane heterostructures2017

    • 著者名/発表者名
      Yuhei Takaguchi, Jiang Pu, Yu Kobayashi, Taishi Takenobu, Yutaka Maniwa, Yasumitsu Miyata
    • 学会等名
      The 53rd Fullerenes-Nanotubes-Graphene General Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electroluminescence Imaging of Large-Area Transition Metal Dichalcogenide Light-emitting Diodes2017

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Matsuoka, Lain-Jong Li, Jiang Pu, Taishi Takenobu
    • 学会等名
      The 53rd Fullerenes-Nanotubes-Graphene General Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-08-25   更新日: 2022-08-05  

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