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2021 年度 実績報告書

アモルファス由来ファンデルワールス層状物質の結晶化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H02619
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

Fons Paul  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (90357880)

研究分担者 牧野 孝太郎  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (30727764)
長谷 宗明  筑波大学, 数理物質系, 教授 (40354211)
齊藤 雄太  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (50738052)
須藤 祐司  東北大学, 工学研究科, 教授 (80375196)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード層状カルコゲナイド / テルライド / 遷移金属ダイカルコゲナイド / スパッタリング法 / 結晶化
研究実績の概要

層状物質であるSb2Te3と強磁性体CoFeBの積層薄膜のスピンポンピング挙動に及ぼす結晶性の影響を調査し、原子配列が無秩序なアモルファス相に比べて、規則正しく配向させた結晶相においてスピン注入の高効率化を実現、論文を発表した。
層状物質のCr2Ge2Te6のアモルファス薄膜における低抵抗化の原因を調査する目的で、X線吸収分光法や、硬X線光電子分光法などによって局所構造や電子構造を調査委した。その結果、アモルファス相中に存在するCr原子の集合体(クラスター)の存在が電気抵抗に影響を与えていることを明らかにし論文発表した。
チェコの大学との国際共同研究を実施し、層状MoS2薄膜のアモルファス-結晶転移挙動の解明に関する論文や、アモルファス初期組成が結晶膜の品質に及ぼす影響等も調査するなど複数の論文を発表した。また、成膜法による膜質の違いなどに関する研究も共同で行い、現在投稿中である。
層状MoTe2薄膜については、アモルファスから準安定的な結晶相の形成を経て、構造変化が進む様子について、X線吸収法、X線回折法などによって詳細に調査した。現在は論文を提出し、査読中である。また、同じく層状MoTe2の単結晶において、コヒーレントフォノン分光法による超高速現象についても調査し、電子-フォノン相互作用による格子ダイナミクスについての論文も投稿、現在査読中である。
さらに今年度は、本研究の集大成とも言える層状カルコゲナイド薄膜の高配向スパッタ成膜に関するレビュー論文を執筆し、世界的な半導体製造における材料科学を扱う国際誌に発表した。

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 5件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] Herzen State Pedagogical University(ロシア連邦)

    • 国名
      ロシア連邦
    • 外国機関名
      Herzen State Pedagogical University
  • [国際共同研究] University of Pardubice(チェコ)

    • 国名
      チェコ
    • 外国機関名
      University of Pardubice
  • [国際共同研究] Hanyang University(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      Hanyang University
  • [雑誌論文] Improved Ordering of Quasi-Two-Dimensional MoS2 via an Amorphous-to-Crystal Transition Initiated from Amorphous Sulfur-Rich MoS2+x2022

    • 著者名/発表者名
      Krbal Milos、Prokop Vit、Prikryl Jan、Pereira Jhonatan Rodriguez、Pis Igor、Kolobov Alexander V.、Fons Paul J.、Saito Yuta、Hatayama Shogo、Sutou Yuji
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.1c01504

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Photo‐induced Tellurium segregation in MoTe22022

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Takumi、Kaburauchi Ryota、Saito Yuta、Makino Kotaro、Fons Paul、Ueno Keiji、Hase Muneaki
    • 雑誌名

      physica status solidi Rapid Research Letters

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1002/pssr.202100633

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Amorphous-to-Crystal Transition in Quasi-Two-Dimensional MoS2: Implications for 2D Electronic Devices2021

    • 著者名/発表者名
      Krbal Milos、Prokop Vit、Kononov Alexey A.、Pereira Jhonatan Rodriguez、Mistrik Jan、Kolobov Alexander V.、Fons Paul J.、Saito Yuta、Hatayama Shogo、Shuang Yi、Sutou Yuji、Rozhkov Stepan A.、Stellhorn Jens R.、Hayakawa Shinjiro、Pis Igor、Bondino Federica
    • 雑誌名

      ACS Applied Nano Materials

      巻: 4 ページ: 8834~8844

    • DOI

      10.1021/acsanm.1c01504

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Understanding the low resistivity of the amorphous phase of Cr2Ge2Te6 phase-change material: Experimental evidence for the key role of Cr clusters2021

    • 著者名/発表者名
      Hatayama Shogo、Kobayashi Keisuke、Saito Yuta、Fons Paul、Shuang Yi、Mori Shunsuke、Kolobov Alexander V.、Sutou Yuji
    • 雑誌名

      Physical Review Materials

      巻: 5 ページ: 085601-1-8

    • DOI

      10.1103/PhysRevMaterials.5.085601

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Recent developments concerning the sputter growth of chalcogenide-based layered phase-change materials2021

    • 著者名/発表者名
      Saito Yuta、Morota Misako、Makino Kotaro、Tominaga Junji、Kolobov Alexander V.、Fons Paul
    • 雑誌名

      Materials Science in Semiconductor Processing

      巻: 135 ページ: 106079-1~14

    • DOI

      10.1016/j.mssp.2021.106079

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Enhancement of Spin Pumping from CoFeB to Sb2Te3 Layers by Crystal Orientation Control2021

    • 著者名/発表者名
      Morota Misako、Saito Yuta、Uchida Noriyuki
    • 雑誌名

      physica status solidi Rapid Research Letters

      巻: 15 ページ: 2100247-1~7

    • DOI

      10.1002/pssr.202100247

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Low resistance-drift characteristics in Cr2Ge2Te6-based phase change memory devices with a high-resistance crystalline phase2021

    • 著者名/発表者名
      Hatayama Shogo、Song Yun-Heub、Sutou Yuji
    • 雑誌名

      Materials Science in Semiconductor Processing

      巻: 133 ページ: 105961-1~6

    • DOI

      10.1016/j.mssp.2021.105961

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 配向制御したカルコゲナイド相変化材料薄膜2022

    • 著者名/発表者名
      齊藤雄太
    • 学会等名
      2022年第69回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] Cr2Ge2Te6アモルファス薄膜の結晶化に伴う局所構造変化2022

    • 著者名/発表者名
      齊藤雄太
    • 学会等名
      2022年春期(第170回)日本金属学会講演大会
  • [学会発表] スパッタ法で作製したアモルファスMoTe2薄膜の結晶化挙動2021

    • 著者名/発表者名
      齊藤雄太
    • 学会等名
      2021年秋期(第169回)日本金属学会講演大会
  • [学会発表] 層状カルコゲナイドにおける化学結合の次元変化を伴う結晶化2021

    • 著者名/発表者名
      齊藤雄太
    • 学会等名
      2021年第82回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] 2H-MoTe2の長寿命コヒーレントフォノン周期駆動下における非平衡定常状態2021

    • 著者名/発表者名
      福田拓未、牧野孝太郎、齊藤雄太、Paul Fons、Alexander V. Kolobov、安藤淳、 森拓哉、石川良、上野啓司、Jessica Afalla、長谷宗明
    • 学会等名
      日本物理学会第77回年次大会
  • [学会発表] Mapping structural phases of MoTe2 sputtered films by micro coherent phonon spectroscopy2021

    • 著者名/発表者名
      Ryota Kaburauchi, Takumi Fukuda, Takuto Ichikawa, Yuta Saito, Kotaro Makino, Paul Fons, and Muneaki Hase
    • 学会等名
      European Phase Change and Ovonic Symposium 2021 (EPCOS2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Photo-induced Tellurium segregation in MoTe22021

    • 著者名/発表者名
      Takumi Fukuda, Ryota Kaburauchi, Yuta Saito, Kotaro Makino, Paul Fons, Keiji Ueno, and Muneaki Hase
    • 学会等名
      European Phase Change and Ovonic Symposium 2021 (EPCOS2021)
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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