半導体単層材料の大量生産プロセスの確立

• 研究課題/領域番号: 24656028
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 藤田 武志 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 准教授 (90363382)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 単層材料 / 水素発生触媒 / 電子顕微鏡 / 触媒 / グラフェン

研究概要

MoS2とWS2材料のリチウムインターカレーションを利用した化学剥離による単層材料の効率的な作製方法に取り組んだ。剥離された単層材料の構造解析を電子顕微鏡によって行い、MoS2単層中に存在する金属相(1T)と半導体相(2H)の整合界面を明らかにした。WS2単層材料には、超格子構造を有する金属相(1T')が存在し、迷路状の格子パターンを呈していることを明らかにした。また、剥離されたMoS2とWS2は共に、Ptに匹敵する高い水素発生触媒として機能することが明らかとなった。これは、金属相(1T)の寄与と超格子に由来する局所ひずみが活性点として寄与することが考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] High quality three dimensional nanoporous graphene (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Ito, Y. Tanabe, H-J. Qiu, K. Sugawara, S. Heguri, N. H. Tu, K. Kim Huynh, T. Fujita, T. Takahashi, K. Tanigaki, M. W. Chen
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 126 号: 19 ページ: 4922-4926
  • DOI: 10.1002/ange.201402662
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] High-Quality Three-dimensional Nanoporous Graphene (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Ito, Y. Tanabe, H. J. Qiu, K. Sugawara, S. Heguri, N. H. Tu, K. K. Huynh, T. Fujita, T. Takahashi, K. Tanigaki, M. W. Chen
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 126 号: 19 ページ: 141-145
  • DOI: 10.1002/anie.201402662
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conducting MoS_2 Nanosheets as Catalysts for Hydrogen Evolution Reaction (2013)
  • 著者名/発表者名: D. Voiry, M. Salehi, R. Silva, T. Fujita, M. W. Chen, T. Asefa, V. B. Shenoy, G. Eda, M. Chhowalla
  • 雑誌名: Nano Letters 巻: 13 号: 12 ページ: 6222-6227
  • DOI: 10.1021/nl403661s
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced Catalytic Activity in Strained Chemically Exfoliated WS2 Nanosheets for Hydrogen Evolution (2013)
  • 著者名/発表者名: D. Voiry, H. Yamaguchi, J. W. Li, R. Silve, D. C. B. Alves, T. Fujita, .M. W. Chen, T. Asefa, V. B. Shenoy, G. Eda, and M. Chhowalla
  • 雑誌名: Nature Materials 巻: 12 号: 9 ページ: 850-855
  • DOI: 10.1038/nmat3700
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coherent Atomic and Electronic Heterostructures of Single-Layer MoS_2 (2012)
  • 著者名/発表者名: G. Eda, T. Fujita, H. Yamaguchi, D. Voiry, M. W. Chen, and M. Chhowalla
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 6 号: 8 ページ: 7311-7317
  • DOI: 10.1021/nn302422x
  • 査読あり
• [学会発表] 化学的剥離によるWS_2ナノシートの作製と水素発生反応触媒特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤田武志, 陳明偉, Damien Voiry, 山口尚登, Manish Chhowalla, 江田剛輝
  • 学会等名: 2014年日本金属学会第154回春期大会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
• [学会発表] 化学的剥離によるWS2ナノシートの作製と水素発生反応触媒特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤田 武志、陳 明偉、Damien Voiry、山口尚登、Manish Chhowalla、江田 剛輝
  • 学会等名: 日本金属学会 第154回春期大会
  • 発表場所: 東京都、東京工業大学 大岡山キャンパス
• [備考]
  • URL: http://www.wpi-aimr.tohoku.ac.jp/jp/research/researcher/fujita_t.html
• [備考] Takeshi Fujita Ph.D
  • URL: http://www.wpi-aimr.tohoku.ac.jp/en/research/researcher/t-fujita.html