タリウム系化合物が示す局所的な巨大光誘起変形現象の起源解明とその応用

• 研究課題/領域番号: 24560381
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 沈 用球 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20336803)
• 研究協力者: マメドフ ナジム ; 脇田 和樹
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2012年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
• キーワード: 半導体光物性 / 光物性 / 物性実験 / 物性基礎論 / 多元化合物半導体 / タリウム化合物 / 光熱変換 / 誘電率スペクトル / 光駆動アクチュエーター / 光応用

研究成果の概要

３元タリウム化合物の局所的な巨大光誘起変形現象について，その変形量の定量的な評価を行った。光損傷閾値より２桁小さい光強度で，マイクロメーターオーダーの変形量を示すことを明らかにし，時間応答性の結果と併せて，本現象がマイクロメーターサイズを対象とした光駆動機構への応用が可能であることを示した。シミュレーション結果との比較から，３元タリウム化合物の小さな熱伝導率が変形の局所性に寄与していることがわかった。タリウム化合物の構造相転移温度で，電子準位構造の変化が生じていたことから，相転移による物性変化が光誘起変形の巨大性に関与している可能性が考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Temperature behaviour of dielectric function spectra and optical transitions in TlGaS2 (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Shim, T. Kawabata, K. Wakita, N. Mamedov
  • 雑誌名: Physica Status Solidi B 巻: 印刷中 号: 6 ページ: 1248-1253
  • DOI: 10.1002/pssb.201400342
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Band gap exciton in ferroelectric TlInS2 : Dimensionality and screening (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Mamedov, Y. Shim, W. Okada, R. Tashiro, K. Wakita
  • 雑誌名: Physica Status Solidi B 巻: 印刷中 号: 6 ページ: 1254-1257
  • DOI: 10.1002/pssb.201400334
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Phase transitions and Raman scattering spectra of TlGaSe2 (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Paucar, H. Itsuwa, K. Wakita, Y. Shim, O. Alekperov, N. Mamedov
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of crystal structure in TlInS2 by optical second-harmonic generation (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Wakita, M. Hagiwara, R. Paucar, Y. Shim, K. Mimura, N. Mamedov
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature dependence of low-frequency optical phonons in TlInS2 (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Paucar, Y. Shim, K. Wakita, O. Alekperov, N. Mamedov
  • 雑誌名: Physica Status Solidi C 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Excitonic emission of TlGaSe2 (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Hagiwara, R. Paucar, Y. Shim, K. Wakita, O. Alekperov, A. Najafov, N. Mamedov
  • 雑誌名: Physica Status Solidi C 巻: 印刷中 号: 6 ページ: 830-833
  • DOI: 10.1002/pssc.201400348
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dielectric function spectra and inter-band optical transitions in TlGaS2 (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Kawabata, YongGu Shim, Kazuki Wakita, Nazim Mamedov
  • 雑誌名: Thin Solid Films 巻: 571 ページ: 589-892
  • DOI: 10.1016/j.tsf.2014.02.100
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Optical second harmonic generation in TlInS2 (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Araki, K. Wakita, Y. G. Shim, K. Mimura, N. Mamedov
  • 雑誌名: Phys. Status Solidi C 巻: 10 号: 7-8 ページ: 1136-1138
  • DOI: 10.1002/pssc.201200870
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase transition and Raman-active modes in TlInS2 (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Paucar, K. Harada, R. Matsumoto, K. Wakita, Y.-G. Shim, O. Alekperov, N. Mamedov
  • 雑誌名: Phys. Status Solidi C 巻: 10 号: 7-8 ページ: 1132-1135
  • DOI: 10.1002/pssc.201200868
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic structures of ternary-layered semiconductor TlGaSe2 investigated by photoemission spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Motonami, K. Mimura, Y. G. Shim, K. Wakita, H. Sato, Y. Utsumi, S. Ueda, M. Nakatake, K. Shimada, Y. Taguchi, K. Kobayashi, H. Namatame, M. Taniguchi, G. Orudzhev, N. Mamedov
  • 雑誌名: Phys. Status Solidi C 巻: 10 号: 7-8 ページ: 1001-1004
  • DOI: 10.1002/pssc.201200863
  • 査読あり
• [学会発表] 3元タリウム化合物における光誘起変形の照射光スポット形状効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 今西 慎、沈 用球、脇田 和樹、Mamedov Nazim3
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学 湘南キャンパス（神奈川県・平塚市）
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [学会発表] TlInS2 における偏光ラマンスペクトルの温度依存性 (2014)
  • 著者名/発表者名: Raul Paucar, YongGu Shim, Kazuki Wakita, Oktay Alekperov, Nazim Mamedov
  • 学会等名: 2014 年 多元系化合物・太陽電池研究会
  • 発表場所: 龍谷大学アバンティ響都ホール（京都府・京都市）
  • 年月日: 2014-11-28
• [学会発表] TlGaSe2 のフォトルミネセンス (2014)
  • 著者名/発表者名: 萩原将史, Raul Paucar, 沈用球, 脇田和樹, Oktay Alekperov, Arzu Najafov, Nazim Mamedov
  • 学会等名: 2014 年 多元系化合物・太陽電池研究会
  • 発表場所: 龍谷大学アバンティ響都ホール（京都府・京都市）
  • 年月日: 2014-11-28
• [学会発表] 3 元タリウム化合物における光照射による表面形状変化の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 今西 慎，沈 用球，脇田和樹，Nazim Mamedov
  • 学会等名: 2014 年 多元系化合物・太陽電池研究会
  • 発表場所: 龍谷大学アバンティ響都ホール（京都府・京都市）
  • 年月日: 2014-11-28
• [学会発表] Measurements of photo-induced surface relief in TlInS2 (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Imanishi, Y. Shim, K. Wakita and N. Mamedov
  • 学会等名: International Symposium on Recent Progress of Photonic Devices and Materials 2014
  • 発表場所: 神戸大学 （兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2014-11-13 – 2014-11-14
• [学会発表] 層状3元タリウム化合物における光誘起表面形状変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 今西慎，沈用球，脇田和樹，Mamedov Nazim
  • 学会等名: 第75回 応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学札幌キャンパス （札幌市・北海道）
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [学会発表] TlGaSe2のバンド端ルミネセンス (2014)
  • 著者名/発表者名: 萩原将史，Raul Paucar，沈用球，脇田和樹，Oktay Alekperov，Arzu Najafov，Nazim Mamedov
  • 学会等名: 第75回 応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学札幌キャンパス （北海道・札幌市）
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [学会発表] Temperature behavior of dielectric function spectra and optical transitions in TlGaS2 (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Shim, T. Kawabata, K. Wakita and N. Mamedov
  • 学会等名: 19th International Conference on Ternary and Multinary Compounds (ICTMC-19)
  • 発表場所: 朱鷺メッセ (新潟県・新潟市 )
  • 年月日: 2014-09-01 – 2014-09-05
• [学会発表] Photo-induced change of surface relief on layered ternary thallium compounds (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Imanishi, Y. Shim, K. Wakita and N. Mamedov
  • 学会等名: 19th International Conference on Ternary and Multinary Compounds (ICTMC-19)
  • 発表場所: 朱鷺メッセ (新潟県・新潟市 )
  • 年月日: 2014-09-01 – 2014-09-05
• [学会発表] Excitonic emission of TlGaSe2 (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Hagiwara, R. Paucar, Y. Shim, K. Wakita, O. Alekperov, A. Najafov and N. Mamedov
  • 学会等名: 19th International Conference on Ternary and Multinary Compounds (ICTMC-19)
  • 発表場所: 朱鷺メッセ (新潟県・新潟市 )
  • 年月日: 2014-09-01 – 2014-09-05
• [学会発表] Temperature dependence of the low-frequencies Raman scattering in TlInS2 (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Paucar, K. Wakita, Y. Shim, O. Alekperov and N. Mamedov
  • 学会等名: 19th International Conference on Ternary and Multinary Compounds (ICTMC-19)
  • 発表場所: 朱鷺メッセ (新潟県・新潟市 )
  • 年月日: 2014-09-01 – 2014-09-05
• [学会発表] Ab initio calculations of phonon dispersion and lattice dynamics in TlGaTe2 (2014)
  • 著者名/発表者名: V. Jafarova, G. Orudzhev, R. Paucar, O. Alekperov, Y. Shim, K. Wakita, N. Mamedov, N. Abdullayev1, A. Najafov
  • 学会等名: 19th International Conference on Ternary and Multinary Compounds (ICTMC-19)
  • 発表場所: 朱鷺メッセ (新潟県・新潟市 )
  • 年月日: 2014-09-01 – 2014-09-05
• [学会発表] Evaluation of crystal structure in TlMeX2 (Me=In,Ga; X=S,Se,Te) by optical second harmonic generation (2014)
  • 著者名/発表者名: Masashi Hagiwara, Raul Paucar, Kazuki Wakita, YongGu Shim, Kojiro Mimura, Nazim Mamedov
  • 学会等名: Sixth International Conference on Optical, Optoelectronic and Photonic Materials and Applications (ICOOPMA2014)
  • 発表場所: Leeds (UK)
  • 年月日: 2014-07-27 – 2014-08-01
• [学会発表] Phase transitions and Raman scattering spectra in TlGaSe2 (2014)
  • 著者名/発表者名: Raul Paucar, Hirotaka Itsuwa, Kazuki Wakita, YongGu Shim, Nazim Mamedov, Oktay Alekperov
  • 学会等名: Sixth International Conference on Optical, Optoelectronic and Photonic Materials and Applications (ICOOPMA2014)
  • 発表場所: Leeds (UK)
  • 年月日: 2014-07-27 – 2014-08-01
• [学会発表] TlInSe2における巨大光誘起変形の形状および時間応答評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 梅崎美亜, 沈 用球, 脇田和樹, Nazim Mamedov
  • 学会等名: 第24回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学，大阪
• [学会発表] 低温分光エリプソメトリーによるTlGaS2の相転移温度に関する考察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川端利幸, 沈 用球, 脇田和樹, Nazim Mamedov
  • 学会等名: 第24回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学，大阪
• [学会発表] 誘電率スペクトルの温度特性によるTlGaS2の相転移温度の関する考察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川端利幸, 沈 用球, 脇田和樹, Mamedov Nazim
  • 学会等名: 平成25年度 多元系化合物・太陽電池研究会 年末講演会
  • 発表場所: 宇宙航空研究開発機構 筑波宇宙センター，つくば
• [学会発表] 光第二高調波発生法によるTl系化合物の構造相転移の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 萩原将史, 橋本拳暁, 荒木祥人, 沈 用球, 三村功次郎, 脇田和樹, Nazim Mamedov
  • 学会等名: 平成25年度 多元系化合物・太陽電池研究会 年末講演会
  • 発表場所: 宇宙航空研究開発機構 筑波宇宙センター，つくば
• [学会発表] Phase transitions and Raman-active modes in TlGaSe2 (2013)
  • 著者名/発表者名: パウカル・ラウール, 五輪拓峻, 沈 用球, 脇田和樹, Nazin Mamedov, Oktay Alekperov
  • 学会等名: 平成25年度 多元系化合物・太陽電池研究会 年末講演会
  • 発表場所: 宇宙航空研究開発機構 筑波宇宙センター，つくば
• [学会発表] Study of phase transition in TlMeX2 (Me=In,Ga; X=S,Se,Te) by optical second harmonic generation (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Wakita, Yoshito Araki, Kei Miyamoto, YongGu Shim, Kojiro Mimura, and Nazim Mamedov
  • 学会等名: Euro Intelligent Materials 2013
  • 発表場所: Kiel, Germany
• [学会発表] 鎖状タリウム化合物における光照射による表面形状変化とその時間応答 (2013)
  • 著者名/発表者名: 梅崎美亜，沈 用球，脇田和樹，Nazim Mamedov
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス，京都
• [学会発表] 層状TlGaS2のバンド間光学遷移の温度特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川端利幸，沈 用球，脇田和樹， Nazim Mamedov
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス，京都
• [学会発表] Optical Transitions and Electronic Band Structure of TlInSe2 and TlGaTe2 (2013)
  • 著者名/発表者名: YongGu Shim, Hitoshi Aoh, Kazuki Wakita, and Nazim Mamedov
  • 学会等名: The 4th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies
  • 発表場所: 石川県立音楽堂，金沢
• [学会発表] Photo-induced Change of Surface Relief on Chain-type Thallium Compound (2013)
  • 著者名/発表者名: Mia Umesaki, YongGu Shim, Kazuki Wakita, and Nazim Mamedov
  • 学会等名: The 4th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies
  • 発表場所: 石川県立音楽堂，金沢
• [学会発表] Photoluminescence of TlGaSe2 (2013)
  • 著者名/発表者名: Masashi Hagiwara, YongGu Shim, Kazuki Wakita, Oktay Alekperov, and Nazim Mamedov
  • 学会等名: The 4th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies
  • 発表場所: 石川県立音楽堂，金沢
• [学会発表] Dielectric function spectra and inter-band optical transitions in layered TlGaS2 (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Kawabata, YongGu Shim, Kazuki Wakita and Nazim Mamedov
  • 学会等名: The 6th International Conference on Spectroscopic Ellipsometry
  • 発表場所: 京都リサーチパーク，京都
• [学会発表] Photo-induced expansion of TlSe, TlGaTe2 and TlInSe2 single crystals (2012)
  • 著者名/発表者名: Mia Umesaki, Yong-Gu Shim, Kazuki Wakita, Nazim Mamedov
  • 学会等名: Fifth International Conference on Optical, Optoelectronic and Photonic Materials and Applications (ICOOPMA12)
  • 発表場所: 奈良県新公会堂 （奈良県）
• [学会発表] Dielectric function spectra and inter-band optical transitions in TlGaSe2 (2012)
  • 著者名/発表者名: YongGu Shim, A. Kitano, Y. Itoh, K. Wakita, N. Mamedov
  • 学会等名: 18th International Conference on Ternary and Multinary Compounds
  • 発表場所: University of Salzburg （Salzburg, Austria)
• [学会発表] 新光駆動機構への応用が可能な局所的光誘起変形材料の評価
  • 著者名/発表者名: 沈 用球
  • 学会等名: 大阪府立大学・和歌山大学 工学研究シーズ合同発表会
  • 発表場所: I-siteなんば，大阪
• [学会発表] 層状TlGaS2の誘電率スペクトルとバンド間光学遷移
  • 著者名/発表者名: 川端利幸，沈 用球，脇田和樹，Nazim Mamedov
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学，松山大学 （愛媛県）
• [学会発表] Temperature dependence of critical points for inter-band optical transitions in ternary thallium ferroelectric materials
  • 著者名/発表者名: YongGu Shim
  • 学会等名: Large Scale Research Projects: Advanced Materials for Next Generation Technologies (LSRP-2012)
  • 発表場所: Azerbaijan National Academy of Sciences (Baku, Azerbaijan)
  • 招待講演
• [学会発表] 層状TlGaS2の誘電率スペクトルの温度特性
  • 著者名/発表者名: 川端利幸，沈 用球，脇田和樹， Nazim Mamedov
  • 学会等名: 多元系機能材料研究会 2012年 年末講演会
  • 発表場所: 新潟大学五十嵐キャンパス （新潟県）
• [学会発表] 鎖状タリウム化合物における光照射による表面形状変化
  • 著者名/発表者名: 梅﨑美亜，沈 用球，脇田和樹, Nazim Mamedov
  • 学会等名: 多元系機能材料研究会 2012年 年末講演会
  • 発表場所: 新潟大学五十嵐キャンパス （新潟県）
• [学会発表] 層状TlGaS2の誘電率スペクトルとバンド間光学遷移の温度特性
  • 著者名/発表者名: 川端利幸，沈 用球，脇田 和樹， Nazim Mamedov
  • 学会等名: 第23回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学 （大阪府）
• [備考] ナノ光物性講座
  • URL: http://www.opt.pe.osakafu-u.ac.jp/ishilab-top.html