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原子層物質と3次元固体接合の作製と界面構造の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K15393
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分28030:ナノ材料科学関連
研究機関東京都立大学

研究代表者

LIM HONGEN  東京都立大学, 理学研究科, 特任助教 (20794861)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード化学気相成長法 / ファンデルワールス物質 / 遷移金属ダイカルコゲナイド / 遷移金属カルコゲナイド / 1次元 / ナノワイヤー / 多量生成 / 配向制御合成 / 原子層物質 / 二次元材料 / 遷移金属ダイカルコゲナイト / 界面成長 / 界面構造
研究開始時の研究の概要

本研究では、2次元物質(原子層物質)と3次元物質における「1次元の接合界面」の作製とその界面構造の解明に取り組む。従来の2-3次元物質の接合界面は,3次元物質の表面と2次元物質の表面の間の「2次元界面」であるが、本研究のように金属の端から水平方向に原子層を合成した「1次元界面」は前例がない。本研究では、金属の種類や結晶面によって接合界面の構造や成長する原子層の結晶方位、そして1次元界面の電子輸送特性がどのように変化するか解明する。

研究成果の概要

ファンデルワールス物質と固体材料との界面構造への理解は、合成した結晶の構造や成長方向および位置の制御に向けた重要な手がかりとなる。本研究では、化学気相成長法を用いて、そのような接合構造の作製に取り組んできた。主要な成果として、(1)異なる種類の固体界面における遷移金属ダイカルコゲナイド原子層の合成と(2)遷移金属カルコゲナイド原子細線の多量かつ配向制御合成技術を世界に先駆けて確立に成功してきた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

基板の表面ではなく、異なる固体の界面を原子層物質の成長に利用する研究はこれまでなく、新たな原子層の合成やデバイス作製プロセスを可能にするインパクトの大きい研究になる。特に金属と基板の界面において原子層の直接合成が出来れば、電子デバイスへの応用に主要の問題となる接触界面が大幅に改善する可能性がある。原子細線に関しては、多量生成に成功したことで新たな量子現象や機能を持つ新奇材料の探索にも期待できる。新規ナノ材料成長技術のみではなく、物性の探索やデバイス応用まで幅広い研究分野へ影響する波及効果が期待できる。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 5件) 備考 (6件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Tunable Doping of Rhenium and Vanadium into Transition Metal Dichalcogenides for Two‐Dimensional Electronics2021

    • 著者名/発表者名
      Li Shisheng、Hong Jinhua、Gao Bo、Lin Yung‐Chang、Lim Hong En、Lu Xueyi、Wu Jing、Liu Song、Tateyama Yoshitaka、Sakuma Yoshiki、Tsukagoshi Kazuhito、Suenaga Kazu、Taniguchi Takaaki
    • 雑誌名

      Advanced Science

      巻: 0 号: 11 ページ: 2004438-2004438

    • DOI

      10.1002/advs.202004438

    • 関連する報告書
      2020 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] Air-stable and efficient electron doping of monolayer MoS2 by salt-crown ether treatment2021

    • 著者名/発表者名
      Ogura Hiroto、Kaneda Masahiko、Nakanishi Yusuke、Nonoguchi Yoshiyuki、Pu Jiang、Ohfuchi Mari、Irisawa Toshifumi、Lim Hong En、Endo Takahiko、Yanagi Kazuhiro、Takenobu Taishi、Miyata Yasumitsu
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 13 号: 19 ページ: 8784-8789

    • DOI

      10.1039/d1nr01279g

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Wafer-Scale Growth of One-Dimensional Transition-Metal Telluride Nanowires2020

    • 著者名/発表者名
      Lim Hong En、Nakanishi Yusuke、Liu Zheng、Pu Jiang、Maruyama Mina、Endo Takahiko、Ando Chisato、Shimizu Hiroshi、Yanagi Kazuhiro、Okada Susumu、Takenobu Taishi、Miyata Yasumitsu
    • 雑誌名

      Nano Letters

      巻: 21 号: 1 ページ: 243-249

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.0c03456

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Monolayer MoS2 growth at the Au-SiO2 interface2019

    • 著者名/発表者名
      Lim Hong En、Irisawa Toshifumi、Okada Naoya、Okada Mitsuhiro、Endo Takahiko、Nakanishi Yusuke、Maniwa Yutaka、Miyata Yasumitsu
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 11 号: 42 ページ: 19700-19704

    • DOI

      10.1039/c9nr05119h

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Wafer-scale synthesis of 1D transition metal chalcogenide nanowires2020

    • 著者名/発表者名
      Hong En Lim, Yusuke Nakanishi, Zheng Liu, Jiang Pu, Takahiko Endo, Chisato Ando, Hiroshi Shimizu, Kazuhiro Yanagi, Taishi Takenobu, Yasumitsu Miyata
    • 学会等名
      第59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
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Controlled, Wafer-Scale Growth of Transition Metal Chalcogenide Nanowires2020

    • 著者名/発表者名
      Hong En Lim, Yusuke Nakanishi, Zheng Liu, Jiang Pu, Takahiko Endo, Chisato Ando, Hiroshi Shimizu, Kazuhiro Yanagi, Taishi Takenobu and Yasumitsu Miyata
    • 学会等名
      33rd International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Monolayer MoS2 Growth at Metal-Insulator Interface2019

    • 著者名/発表者名
      Hong En Lim, Toshifumi Irisawa, Naoya Okada, Takahiko Endo, Yusuke Nakanishi, Yutaka Maniwa and Yasumitsu Miyata
    • 学会等名
      Recent Progress in Graphene & 2D Materials Research
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Interface Growth of Molybdenum Disulfide2019

    • 著者名/発表者名
      Hong En Lim, Toshifumi Irisawa, Naoya Okada, Takahiko Endo, Yusuke Nakanishi, Yutaka Maniwa and Yasumitsu Miyata
    • 学会等名
      Graphene Week 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Interface Growth of Monolayer MoS22019

    • 著者名/発表者名
      Hong En Lim, Toshifumi Irisawa, Naoya Okada, Takahiko Endo, Yusuke Nakanishi, Yutaka Maniwa and Yasumitsu Miyata
    • 学会等名
      7th International Conference for Young Scientists
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gold-Mediated Growth of Few-layer Molybdenum Disulfide2019

    • 著者名/発表者名
      Hong En Lim, Toshifumi Irisawa, Naoya Okada, Takahiko Endo, Yutaka Maniwa and Yasumitsu Miyata
    • 学会等名
      56th Fullerenes-Nanotubes-Graphene General Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] Transition metal nanowires scale up

    • URL

      https://www.nature.com/articles/s41928-021-00540-w

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] Atomic-scale nanowire can now be produced at scale

    • URL

      https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-12/tmu-anc121820.php

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 究極的に細い原子細線からなる大面積薄膜を実現 ~次世代の電子・エネルギーデバイス応用に期待~

    • URL

      https://www.tmu.ac.jp/news/topics/30557.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 究極的に細い原子細線からなる大面積薄膜を実現 ~次世代の電子・エネルギーデバイス応用に期待~

    • URL

      https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2020/pr20201214_2/pr20201214_2.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 究極的に細い原子細線からなる大面積薄膜を実現 ~次世代の電子・エネルギーデバイス応用に期待~

    • URL

      https://www.nagoya-u.ac.jp/about-nu/public-relations/researchinfo/upload_images/20201214_engg1.pdf

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 東京都立大学ナノ物性研究室ニュース

    • URL

      http://www.comp.tmu.ac.jp/nanotube/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] 導電膜、導電部材及び導電膜の製造方法2020

    • 発明者名
      宮田耕充、中西勇介、リムホンエン、遠藤尚彦、安藤千里、清水宏
    • 権利者名
      宮田耕充、中西勇介、リムホンエン、遠藤尚彦、安藤千里、清水宏
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2022-01-27  

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