| 研究課題/領域番号 |
16J05238
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
茂木 裕幸 筑波大学, 数理物質科学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-22 – 2019-03-31
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| キーワード | 多探針STM / 遷移金属ダイカルコゲナイド / 量子細線 / MOSFET / 4探針測定 |
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| 研究実績の概要 |
グラファイト基板上に成長したMo1-xWxS2合金単層アイランド中に純粋なMoS2から成る量子細線構造が形成されることを走査トンネル顕微鏡による観察で発見した。昨年度中Japanese Journal of Applied Physics(JJAP)誌へ投稿し、今年度中にアクセプトされ掲載に至った。
前年度、層状物質単層等の非常にもろい材料に対してソフトな接触を図るために、接触用探針を導電性AFMカンチレバーに置き換えることを行った。また、これまでの研究によりSTMにおけるトンネル接合を介して探針直下の試料電位を測定し、試料面内方向に印加した電流による電位勾配を直接測定することに成功している。本年度ではそれを4探針伝導測定法へ発展させ電流印加用探針2本と基準電圧測定用探針1本を全て接触用導電性AFMカンチレバーに置き換え、探針・試料共に弱破壊な接触を行い、もう一本の探針をSTM動作させながら探針直下の電位を測定することで電位分布計測を行うことができた。単層試料の前段階としてグラファイトにおいて測定を行い成果を得た。
導電性AFMカンチレバー接触を行うことにより、以下のような測定を行うことも可能となった。熱酸化SiO2上に配置した単層/二層のWSe2の上に2本の導電性カンチレバーを接触させる。これにより、ボトムゲート型のMOSFET構造を形作ることができ、一方の探針を走査することにより電流の電極位置依存性を測定することができる。今回の測定で一方の探針が2層上にある時の方が単層上にある時よりゲート電圧の増加に対して速やかに電流が立ち上がることが分かった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
当初の予定通り、初年度にMo1-xWxS2中の埋め込まれたMoS2量子細線構造に関する報告をすることが出来たが、単層試料に対して4探針法により電気伝導測定を行うために様々な問題が生じた。例えば、探針接触による試料の破壊を解決したが、強い接点を作成できないため接触抵抗が時間に対して揺らぎ電位分布の取得が困難になることや測定プロセスの複雑化による人為的ミスの発生等である。本年度はそれらの問題に対して一つずつ開発により解決を行ってきた。以上の理由により少々計画より遅れている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、これまで開発してきた光学系との組み合わせと4探針法による電気伝導測定やFET構造による電流-電圧特性測定等を組み合わせ単層試料等に対して局所的な電気光学特性の取得を行ってゆく。
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