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2017 年度 実績報告書

「原子層を動かす」技術に基づく二次元ナノ構造の構築

研究課題

研究課題/領域番号 15H05412
研究機関首都大学東京

研究代表者

宮田 耕充  首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (80547555)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード原子層物質
研究実績の概要

平成29年度は、二硫化タングステン(WS2)や二硫化モリブデン(MoS2)等の遷移金属ダイカルコゲナイド(TMDC)原子層の結晶の新規合成手法の開発、原子層転写システムの構築、および光学顕微鏡下での原子層スライドの実証などを進めた。特に、光学顕微鏡観察下では、空間分解能が電子顕微鏡より劣るため、操作や観察をスムーズに進めるためには10マイクロメートル以上のサイズのTMDC結晶のグレインを利用することが強く望まれる。合成手法の開発については、前年度の知見を活かし塩化ナトリウム等の塩を補助剤として利用する手法を、有機金属原料を利用した化学気相成長に適用してきた。新たな合成装置や成長条件の改良を進め、グラファイトや窒化ホウ素フレーク上で、10マイクロメートル程度の単層のMoS2やWS2のグレインを収率良く合成することに成功した。これは、従来の酸化物原料では困難であり、有機金属原料を利用した特徴といえる。さらに、低温かつ連続的な合成が可能であるため、成長した単層WS2の上に、格子定数の異なるTMDC原子層である単層二セレン化タングステン(WSe2)を成長させることにも成功した。このような積層型のヘテロ構造は、格子不整合性、界面の清浄性、および原子レベルでの凹凸のない平坦な構造を持つことから、層間の摩擦が非常に小さいことが期待される。従って、このような格子不整合系積層ヘテロ構造において原子層をスライドさせることで、新たな二次元ナノ構造の作製や、原子層同士の摩擦・吸着の基礎物性の解明などへの展開が期待される。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件、 招待講演 9件)

  • [雑誌論文] Clean and polymer-free transfer of CVD-grown graphene films on hexagonal boron nitride substrates2017

    • 著者名/発表者名
      M. Fujihara, S. Ogawa, S. Yoshimura, R. Inoue, Y. Maniwa, T. Taniguchi, K. Watanabe, H. Shinohara, Y. Miyata
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

      巻: 56 ページ: 055102-1-4

    • DOI

      10.7567/JJAP.56.055102

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Orientation-controlled growth of hexagonal boron nitride monolayers templated from graphene edges2017

    • 著者名/発表者名
      E. Maeda, Y. Miyata, H. Hibino, Y. Kobayashi, R. Kitaura, H. Shinohara
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 10 ページ: 055102-1-4

    • DOI

      DOI:10.7567/APEX.10.055102

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Out-of-Plane Strain Induced in a Moiré Superstructure of Monolayer MoS2 and MoSe2 on Au(111)2017

    • 著者名/発表者名
      S. Yasuda, R. Takahashi, R. Osaka, R. Kumagai, Y. Miyata, S. Okada, Y. Hayamizu, K. Murakoshi
    • 雑誌名

      Small

      巻: 113 ページ: 1700748-1-8

    • DOI

      10.1002/smll.201700748

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scanning tunneling microscopy/spectroscopy on MoS2 embedded nanowire formed in CVD-grown Mo1_xWxS2 alloy2017

    • 著者名/発表者名
      H. Mogi, Y. Kobayashi, A. Taninaka, R. Sakurada, T. Takeuchi, S. Yoshida1, O. Takeuchi, Y. Miyata, H. Shigekawa
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 56 ページ: 08LB06-1-4

    • DOI

      10.7567/JJAP.56.08LB06

    • 査読あり
  • [学会発表] Growth and characterization of atomic-layer heterostructures2018

    • 著者名/発表者名
      宮田耕充
    • 学会等名
      International Workshop on Frontier and Cutting-edge Technologies over 2D Materials (FaCeTo2D:2018)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Semiconductor heterojunctions based on 2D materials2017

    • 著者名/発表者名
      宮田耕充
    • 学会等名
      Compound Semiconductor Week 2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ファンデルワールスヘテロ構造における スライド可能な原子層2017

    • 著者名/発表者名
      宮田耕充
    • 学会等名
      日本表面科学会「摩擦の科学」研究部会シンポジウム「様々な界面の摩擦・凝着制御の最前線」
    • 招待講演
  • [学会発表] Semiconductor heterojunctions based on 2D materials2017

    • 著者名/発表者名
      宮田耕充
    • 学会等名
      12th Topical Workshop on Heterostructure Microelectronics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 原子層ヘテロ構造の合成と機能開拓2017

    • 著者名/発表者名
      宮田耕充
    • 学会等名
      東京理科大学ナノカーボン研究部門ワークショップ
    • 招待講演
  • [学会発表] 機能性 2次元カルコゲナイドの成長と評価2017

    • 著者名/発表者名
      宮田耕充
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 招待講演
  • [学会発表] ファンデルワールスヘテロ構造におけるスライド可能な原子層2017

    • 著者名/発表者名
      宮田耕充
    • 学会等名
      電通大ナノトライボロジー研究センター第一回シンポジウム「表面・界面の物理と摩擦」
    • 招待講演
  • [学会発表] Semiconductor Heterojunctions Based on 2D Materials2017

    • 著者名/発表者名
      宮田耕充
    • 学会等名
      The 8th A3 Symposium on Emerging Materials
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Semiconductor heterojunctions based on 2D materials2017

    • 著者名/発表者名
      宮田耕充
    • 学会等名
      2017 Workshop on Innovative Nanoscale Devices and Systems (WINDS)
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-12-17  

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