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原子層における欠陥修復法の開発と応用

研究課題

研究課題/領域番号 19F19368
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
審査区分 小区分28030:ナノ材料科学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

北浦 良  名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (50394903)

研究分担者 CANTON VITORIA RUBEN  名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2019-11-08 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2021年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2019年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
キーワード二次元結晶 / 有機無機ハイブリッド / 機能化
研究開始時の研究の概要

原子層物質は多数の欠陥を含んでおり、それがさまざまな可能性の開拓を阻んでいる。本研究では、マイルドな溶液反応を用いて欠陥を修復する方法を開発し、原子層本来の特性を引き出すことを試みる。これによって、典型的には量子収率が1 %程度である原子層の発光効率を100 %近くにまで引き上げるとともに、理想的な電子移動度を示す試料を実現し、原子層の新たな物性観測および応用展開への礎を築くことを試みる。

研究実績の概要

原子層の欠陥修復を念頭に、さまざまな有機官能基を化学気相成長法を用いて成長した原子層半導体の単結晶に対して行った。前年度までにその有効性を明らかとしていたチオール基をもつ分子による修飾を種々の原子層に適用した試料について、極低温での分光実験をすすめたところ、修飾した分子と原子層の間で電子と正孔が分離した新たな励起状態に由来する発光ピークを観測することに成功した。励起状態の寿命は、通常の層内の励起子に比べて一桁程度長く、また原子層のバンド構造と分子軌道のアラインメントを反映して、複数種の発光ピークが存在することが明らかとなった。さらに、修飾にともなって、光電変換の応答性が改善されるなど、当初予期していなかっことを見出すことにも成功した。また、前年度てがけていたウイルスセンサーを、コロナウイルスの抗原に対して適用し、fg/mlオーダーの感度で検出可能であることも見出した。上記した成果についてはすでに原稿を完成し、論文に投稿する準備が整ったところである。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] An ion-selective crown ether covalently grafted onto chemically exfoliated MoS 2 as a biological fluid sensor2021

    • 著者名/発表者名
      A Stergiou, C Stangel, R Canton-Vitoria, R Kitaura, N Tagmatarchis
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 13 号: 19 ページ: 8948-8957

    • DOI

      10.1039/d1nr00404b

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Unveiling the Photoinduced Electron‐Donating Character of MoS 2 in Covalently Linked Hybrids Featuring Perylenediimide2021

    • 著者名/発表者名
      Sideri Ioanna K.、Jang Youngwoo、Garc?s‐Garc?s Jose、Sastre‐Santos ?ngela、Canton‐Vitoria Ruben、Kitaura Ryo、Fern?ndez‐L?zaro Fernando、D'Souza Francis、Tagmatarchis Nikos
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 60 号: 16 ページ: 9120-9126

    • DOI

      10.1002/anie.202016249

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stabilization of metallic phases through formation of metallic/semiconducting lateral heterostructures2020

    • 著者名/発表者名
      Canton-Vitoria Ruben、Hotta Takato、Liu Zheng、Inoue Tsukasa、Kitaura Ryo
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 153 号: 8 ページ: 084702-084702

    • DOI

      10.1063/5.0012782

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Optical properties of Zn-porphyrin covalently bounded to MoS2 and WS22021

    • 著者名/発表者名
      Ruben Canton-Vitoria, Ryo Kitaura
    • 学会等名
      The 60th Fullerene Nanotube Graphene General Symposium
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Functionalization of transition metal dichalcogenides with organic dyes2019

    • 著者名/発表者名
      Ruben Canton Vitoria
    • 学会等名
      名大・首都大合同研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-11-29   更新日: 2024-03-26  

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