2018 年度研究成果報告書

ハイクオリティ原子層ヘテロ構造の作製とバレーフォトニクスデバイスの創製

研究課題

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研究課題/領域番号	16H03825
研究種目	基盤研究(B)
配分区分	補助金
応募区分	一般
研究分野	ナノ材料化学
研究機関	名古屋大学
研究代表者	北浦良名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (50394903)
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード	原子層 / バレー自由度 / 光学応答
研究成果の概要	本研究では、原子層を用いた新奇バレーフォトニックデバイスの創製につながる基盤技術として、高品質原子層の結晶成長法およびヘテロ積層構造の作製法の確立を行った。作製した原子層およびヘテロ積層構造の光学応答を調べたところ、非常に半値幅の狭い励起子発光、低励起エネルギーでの励起子分子の生成、バレー自由度に由来する種々の層間励起子の生成を見出した。また、バレー偏極度の測定から、今回作製した原子層およびそのヘテロ構造が、バレー自由度に由来する新奇物性やフォトニックデバイス作製に有望なものであることがわかった。
自由記述の分野	ナノ物質科学
研究成果の学術的意義や社会的意義	原子層ではほぼ全てが表面に露出しているため、その物性は週環境に強く影響を受ける。また、バレー自由度をもつ原子層として注目を集めている遷移金属ダイカルコゲナイド(TMD)原子層は、欠陥生成エネルギーが小さく多くの欠陥を含む低品質の試料しか得られなかった。本研究では、独自設計の化学気相成長法装置と六方晶窒化ホウ素基板を用いることで上記二点を解決し、高品質TMD結晶を得ることに成功した。本研究で確立した手法を用いて生み出される試料は、バレー自由度に由来する新奇物性探索やフォトニックデバイス創製へ向けた基盤となる。