| 研究課題/領域番号 |
19F19039
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 外国 |
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| 審査区分 |
小区分36010:無機物質および無機材料化学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
西井 準治 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (60357697)
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| 研究分担者 |
KHURELBAATAR ZAGARZUSEM 北海道大学, 電子科学研究所, 外国人特別研究員
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2019年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
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| キーワード | グラフェン / ナノ接合 / 電界効果 / ダイヤモンドアンビルセル / インターカレーション |
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| 研究開始時の研究の概要 |
自己組織化単分子膜とグラフェンのナノ界面の研究は、超高感度光検出デバイスなどへの応用が期待されている。本研究では、我々が構築してきたナノスケール接合技術とグラフェン作製技術を融合させ、グラフェン/分子/グラフェン超微小接合を作製し、超高感度光検出の原理を検証する。
超微小接合の形成に成功すれば、接合領域にレーザー光を照射して光電流の波長およびパワー依存性から光電流のメカニズムの解明や、光電場シミュレーションによる理論的な検証も可能になり、超高感度光検出デバイスの実現が期待される。
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| 研究実績の概要 |
本研究ではグラフェンをベースにした種々の革新的デバイスの開発を進めてきた。グラフェンを用いたショットキーダイオード、およびGe/グラフェン/メタルのサンドイッチ構造を有する機能性デバイスについての研究に取り組み、さらには、イオン液体を用いた電界効果型ダイヤモンドアンビルセルをグラフェンに適用し、キャリア注入による電子物性制御を試みた。Ge/グラフェン/メタルのサンドイッチデバイスについては、接合部分がグラフェンに与える物理的ダメージが大きく、この問題を解決するためには、新たな技術の確立が必要である。また、電界効果型ダイヤモンドアンビルセルは、圧力の印加に伴い、端子の接続状態を良好に保つことが難しく、研究が難航している状況である。
そこで、グラフェンと同様の二次元層状物質である遷移金属ダイカルコゲナイドに着目し、インターカレーションを用いたケミカルなキャリア注入により、電子物性を制御することを試みた。ゲストイオンとしては、導入後も常温常圧で安定なAgイオンを採用した。
電気化学的にAgイオンを導入することで、40年前にその構造のみが予測されていたが、これまで合成が困難であったステージ3と言われる結晶構造を有したAgxTaS2の合成に成功した。この物質は低温で超伝導転移することが知られているが、ステージ3構造の発現に伴い超伝導転移温度が向上することを明らかにした。この研究によって得られた成果は、国際誌2D Materialsに掲載された。さらに、このようなイオンの拡散制御に伴う物質合成に関する成果を、第81回応用物理学会秋季学術講演会、2020年秋期日本金属学会第167回講演大会、日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会にて報告した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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