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単原子層物質の励起子光物性の解明とその制御

研究課題

研究課題/領域番号 25400324
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 物性Ⅰ
研究機関京都大学

研究代表者

毛利 真一郎  京都大学, エネルギー理工学研究所, 研究員 (60516037)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード原子層材料 / 励起子 / 光物性 / 層間励起子 / 原子層物質 / 励起子多体効果 / 単原子層 / 遷移金属ダイカルコゲナイド / CVD
研究成果の概要

炭素原子1層からなるグラフェン同様に、様々な層状材料を原子数層のレベルまで薄くすることが可能になっています。本研究では、そのような『原子層材料』の光学特性を調べ、その起源について検討を行い次に示す成果を得ました。
1.分子材料を原子層材料に接合させることで発光特性を制御できることを見い出し、そのメカニズムを明らかにしました。2.原子層材料とシリコン、グラフェンからなる太陽電池で効率11%を達成しました。3.原子層材料中では励起子(光励起で作られる電子とホール)同士の相互作用が非常に大きいことを見い出しました。4.原子層材料のヘテロ構造で、原子層間の相互作用に由来する発光を観測しました。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 8件) 学会発表 (42件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Chemical Doping Modulation of Nonlinear Photoluminescence Properties in Monolayer MoS22016

    • 著者名/発表者名
      Shinichiro Mouri,Yuhei Miyauchi, and Kazunari Matsuda,
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 9 号: 5 ページ: 055202-055202

    • DOI

      10.7567/apex.9.055202

    • NAID

      210000137900

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Upconversion photoluminescence imaging and spectroscopy of individual single-walled carbon nanotubes2016

    • 著者名/発表者名
      S. Aota, N. Akizuki, S. Mouri, K. Matsuda, Y. Miyauchi
    • 雑誌名

      Applied Phyiscs Express

      巻: 9 号: 4 ページ: 045103-045103

    • DOI

      10.7567/apex.9.045103

    • NAID

      210000137859

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Homogeneous linewidth broadening and exciton dephasing mechanism in MoTe22016

    • 著者名/発表者名
      S. Koirala, S. Mouri, Y. Miyauchi, and K. Matsuda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 93 ページ: 075411-075411

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Efficient near-infrared up-conversion photoluminescence in carbon nanotubes2015

    • 著者名/発表者名
      N. Akizuki, S. Aota, S. Mouri, K. Matsuda, Y. Miyauchi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 6 号: 1 ページ: 8920-8920

    • DOI

      10.1038/ncomms9920

    • NAID

      120005670980

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enhanced photovoltaic performances of graphene/Si solar cells by insertion of MoS2 thin film2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Tsuboi, F. Wang, D. Kozawa, K. Funahashi, S. Mouri, Y. Miyauchi, T. Takenobu and K. Matsuda
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 7 ページ: 14476-14476

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nonlinear photoluminescence in atomically thin layered WSe2 arising from diffusion-assisted exciton-exciton annihilation2014

    • 著者名/発表者名
      S. Mouri, Y. Miyauchi, M. Toh, W. Zhao, G. Eda, K. Matsuda
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 90 号: 15 ページ: 155449-155449

    • DOI

      10.1103/physrevb.90.155449

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Drastic change in photoluminescence properties of graphene quantum dots by chromatographic separation2014

    • 著者名/発表者名
      N. Fuyuno, D. Kozawa, Y. Miyauchi, S. Mouri, R. Kitaura, H. Shinohara, T. Yasuda, N. Komatsu, K. Matsuda
    • 雑誌名

      Advanced Optical Materials

      巻: 2 号: 10 ページ: 983-989

    • DOI

      10.1002/adom.201400200

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Excitonic photoluminescence from nanodisc states in graphene oxides2014

    • 著者名/発表者名
      D. Kozawa, X. Zhu, Y. Miyauchi, S. Mouri, M. Ichida, H. Su, K. Matsuda
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      巻: 5 号: 10 ページ: 1754-1759

    • DOI

      10.1021/jz500516u

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Tunable photoluminescence of monolayer MoS_2 via chemical doping2013

    • 著者名/発表者名
      S. Mouri, Y. Miyauchi, and K. Matsuda
    • 雑誌名

      Nano Lett

      巻: 13 号: 12 ページ: 5944-5948

    • DOI

      10.1021/nl403036h

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 原子層ヘテロ構造における蛍光共鳴エネルギー移動の観測2016

    • 著者名/発表者名
      小澤大知、毛利真一郎、江田剛輝 他
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 電界 効果ドーピングによる遷移金属ダイカルコゲナイド原子層ヘテロ構造の発光変調2016

    • 著者名/発表者名
      毛利真一郎、松田一成 他
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2016-03-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 単層WSe2/有機分子へテロ構造の光学特性2016

    • 著者名/発表者名
      木村祥太、毛利真一郎、竹延大志 他
    • 学会等名
      第50回フラーレンナノチューブグラフェンシンポジウム
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2016-02-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 単層遷移金属ダイカルコゲナイドの偏光分解発光マッピング2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川勇介、毛利真一郎、宮内雄平 他
    • 学会等名
      第50回フラーレンナノチューブグラフェンシンポジウム
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2016-02-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Photoluminescence Quantum Yield and Exciton Radiative Lifetimes in Monolayer WSe22016

    • 著者名/発表者名
      N.Baizura Mohamed、 Shinichiro Mouri、 Kazunari Matsuda 他
    • 学会等名
      第50回フラーレンナノチューブグラフェンシンポジウム
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2016-02-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Anisotropic optical properties of layered monochalcogenide GeSe nanosheets2016

    • 著者名/発表者名
      Dezhi Tan、 Shinichiro Mouri、Kazunari Matsuda 他
    • 学会等名
      第50回フラーレンナノチューブグラフェンシンポジウム
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2016-02-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Photoluminescence Properties of van der Waals Hetero Structure Composed of Monolayer MoSe2 and MoS22016

    • 著者名/発表者名
      Shinichiro Mouri、Kazunari Matsuda 他
    • 学会等名
      2nd International Conference on 2D layered materials
    • 発表場所
      香港理工大学
    • 年月日
      2016-01-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 単層遷移金属ダイカルコゲナイド積層構造における層間励起子発光2015

    • 著者名/発表者名
      毛利真一郎、松田一成 他
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Photoluminescence Properties in Monolayer MoSe2-MoS2 Hetero-Structures2015

    • 著者名/発表者名
      Shinichiro Mouri、Kazunari Matsuda 他
    • 学会等名
      JSAP-OSA Joint Symposia
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 光電変換応用へ向けた原子層遷移金属ダイカルコゲナイドの光学特性2015

    • 著者名/発表者名
      毛利真一郎
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 黒リンの原子層物質の光学特性2015

    • 著者名/発表者名
      中村隆、毛利真一郎、松田一成 他
    • 学会等名
      第49回フラーレンナノチューブグラフェンシンポジウム
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2015-09-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Bound Exciton Emission in Photoluminescence Spectrum of Monolayer WSe22015

    • 著者名/発表者名
      N.Baizura Mohamed、 Shinichiro Mouri、Kazunari Matsuda 他
    • 学会等名
      第49回フラーレンナノチューブグラフェンシンポジウム
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2015-09-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Optical Properties of van der Waals Hetero-Structures Composed of Transition Metel Dichalcogenides2015

    • 著者名/発表者名
      Shinichiro Mouri、Kazunari Matsuda 他
    • 学会等名
      16th International Conference on the Science and Application of Nanotubes
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2015-06-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 原子層ファンデルワールスヘテロ構造における励起子ダイナミクス2015

    • 著者名/発表者名
      毛利真一郎
    • 学会等名
      日本物理学会2015年年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 原子層遷移金属ダイカルコゲナイドのヘテロ構造で形成される層間励起子の発光励起特性2015

    • 著者名/発表者名
      小澤大知、毛利真一郎他
    • 学会等名
      日本物理学会2015年年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 原子層ヘテロ構造における光キャリアの電荷分離と緩和機構2015

    • 著者名/発表者名
      小澤大知、毛利真一郎他
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2015-03-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 単原子層遷移金属ダイカルコゲナイドヘテロ構造における発光特性2015

    • 著者名/発表者名
      毛利真一郎
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2015-03-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] CVD成長MoS2薄膜を用いたグラフェン/MoS2/Si太陽電池の光電変換特性2015

    • 著者名/発表者名
      壷井佑香,毛利真一郎他
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2015-03-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 単層黒リン”phosphorene”の光学特性2015

    • 著者名/発表者名
      中村隆、毛利真一郎他
    • 学会等名
      第48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
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2015-02-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Spectroscopic studies of single layer molybdenum ditelluride2015

    • 著者名/発表者名
      Sandhaya Koirala,Shinichiro Mouri et.al.
    • 学会等名
      第48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
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2015-02-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 単層遷移金属カルコゲナイドで構成されるファンデルワールスヘテロ構造の発光特性2015

    • 著者名/発表者名
      毛利真一郎
    • 学会等名
      第48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
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2015-02-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 単層遷移金属ダイカルコゲナイドにおける励起子多体効果2014

    • 著者名/発表者名
      毛利真一郎
    • 学会等名
      光物性研究会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2014-12-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Modulation of PhotoluminescenceProperties of Monolayer MoS2 via Chemical2014

    • 著者名/発表者名
      Shinichiro Mouri
    • 学会等名
      IC2DMat
    • 発表場所
      Zhejiang Hotel (中国)
    • 年月日
      2014-10-12 – 2014-10-15
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Study the valley polarization in monolayer WSe2 by polarization-resolved photoluminescence spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      周利中、毛利真一郎
    • 学会等名
      応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 黒リンからなる単原子層材料フォスフォレンの光学特性2014

    • 著者名/発表者名
      中村隆、毛利真一郎他
    • 学会等名
      応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] CVD成長によるMoS2薄膜の合成と光電変換デバイスへ応用2014

    • 著者名/発表者名
      壷井佑香,毛利真一郎他
    • 学会等名
      応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Modulation of Photoluminescence Properties of Monolayer Transition Metal Dichalcogenides via Chemical Doping2014

    • 著者名/発表者名
      Shinichiro Mouri
    • 学会等名
      JSAP-OSA Joint Symposia
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 単層遷移金属ダイカルコゲナイドにおける励起子多体効果のキャリア密度依存性2014

    • 著者名/発表者名
      毛利真一郎
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2014-09-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 遷移金属ダイカルコゲナイドWSe2の温度依存偏光発光励起分光2014

    • 著者名/発表者名
      宮内雄平、毛利真一郎他
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2014-09-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 単層MoS2 における励起子衝突を介したトリオン生成2014

    • 著者名/発表者名
      毛利真一郎
    • 学会等名
      第47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
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] MoS2 のCVD 合成とその太陽電池応用2014

    • 著者名/発表者名
      壷井佑香,毛利真一郎他
    • 学会等名
      第47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
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 化学ドーピングによる単原子層MoS2の励起子・荷電励起子発光の変化2013

    • 著者名/発表者名
      毛利真一郎
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学三島キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] MoS2の光学特性の層数依存性

    • 著者名/発表者名
      小川泰徳
    • 学会等名
      第45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
    • 発表場所
      大阪大学 大阪大学会館
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 化学ドーピングによる単原子層遷移金属カルコゲナイドの発光制御

    • 著者名/発表者名
      毛利真一郎
    • 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
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 化学ドーピングによる単原子層MoS2の発光制御

    • 著者名/発表者名
      毛利真一郎
    • 学会等名
      光物性研究会
    • 発表場所
      大阪市立大学杉本キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 単原子層遷移金属ダイカルコゲナイドの光学特性とその制御

    • 著者名/発表者名
      毛利真一郎
    • 学会等名
      応用物理学会関西支部講演会
    • 発表場所
      大阪大学吹田キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 単原子層遷移金属ダイカルコゲナイドにおける非線形発光

    • 著者名/発表者名
      毛利真一郎
    • 学会等名
      第46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
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 単層WSe2における偏光フォトルミネッセンスの温度依存性

    • 著者名/発表者名
      周利中
    • 学会等名
      第46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
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] CVD法を用いて合成した単層MoS2の発光測定

    • 著者名/発表者名
      壷井佑夏
    • 学会等名
      第46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
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 単原子層遷移金属ダイカルコゲナイドにおける非線形発光

    • 著者名/発表者名
      毛利真一郎
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学相模原キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 単層遷移金属ダイカルコゲナイドにおける発光ダイナミクスと励起子-励起子相互作用

    • 著者名/発表者名
      毛利真一郎
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 単層遷移金属ダイカルコゲナイドWSe2におけるバレー-スピン緩和ダイナミクス

    • 著者名/発表者名
      宮内雄平
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 単原子層物質(遷移金属カルコゲナイド)の光機能性の開拓

    • URL

      http://www.iae.kyoto-u.ac.jp/conv/research_matsuda_TMD.html

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2020-05-15  

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