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2021 年度 実績報告書

液相成長による高品質カルコゲナイドInSe系二次元結晶を用いたTHzシステム構築

研究課題

研究課題/領域番号 19J20564
研究機関東北大学

研究代表者

唐 超  東北大学, 電気通信研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2022-03-31
キーワードテラヘルツ光源 / 非線形光学結晶 / 層状半導体 / ファンデルワールス結晶 / 結晶成長
研究実績の概要

近年、光波と電波の中間にある未開拓のテラヘルツ(Terahertz,THz)周波数領域は、多数の研究者に注目され、発展している。InSeはTHz波が関与する非線形光学結晶として期待されており、現在までの研究において、高品位なInSe結晶を成長できているが、問題点として、赤外からTHz領域の透過特性ならびに複屈折の光学特性についての研究がなされておらず、差周波及び和周波の位整合条件が検討できずにいることがある。本研究において、液相成長法により成長できる高品質のInSe系カルコゲナイドを用いて、THz波の発生から検出まで一貫した測定システムを開発し、様々な応用に適用する。
現段階では、液相成長により欠陥や多形混在がなく、THzと近赤外の光吸収が小さいInSe系カルコゲナイドを数mmの厚さで成長させた。従来の温度差液相成長法(TDM-CVP)では、溶液の温度差による濃度勾配でセレンを過飽和させる。濃度差拡散で提供された成長駆動力が小さいため、成長速度が限られている。本段階の研究実績として、結晶成長中に連続的な降温プロセスを導入し、結晶品質を保つことと同時に、InSeの高速成長を成功させた。また、X線回折、ラマン分光測定などの評価法を用いて、結晶の構造的な特性を考察した。成長温度と印加蒸気圧の調整により、ポリタイプの選択的成長が可能ということを実証した。以上の研究成果に関して、Results in Materialsをはじめとする国際学術雑誌・国際学会に、4件の発表の実績があった。

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

    (4件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Selective crystal growth of indium selenide compounds from saturated solutions grown in a selenium vapor2022

    • 著者名/発表者名
      Tang Chao、Sato Yohei、Watanabe Katsuya、Tanabe Tadao、Oyama Yutaka
    • 雑誌名

      Results in Materials

      巻: 13 ページ: 100253~100253

    • DOI

      10.1016/j.rinma.2022.100253

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Low temperature liquid phase selective growth and stoichiometric control of indium selenide compounds2021

    • 著者名/発表者名
      Chao Tang
    • 学会等名
      The 12th recent progress in Graphene and two-dimensional materials research conference (RPGR2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] THz generation from Van der Waals crystals2021

    • 著者名/発表者名
      Chao Tang
    • 学会等名
      9th Russia-Japan-USA-Europe symposium on fundamental and applied problems of Terahertz devices & technologies (RJUSE-TeraTech 2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Low temperature liquid phase growth of van der Waals crystals and their nonlinear optical properties and applications2021

    • 著者名/発表者名
      Chao Tang
    • 学会等名
      The 8th International Workshop on 2D Material
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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