2022 年度研究成果報告書

二次元半導体を母体とした単一光子光源の開発

研究課題

PDF

研究課題/領域番号	21K18930
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
審査区分	中区分32:物理化学、機能物性化学およびその関連分野
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, 特任准教授 (50394903)
研究期間 (年度)	2021-07-09 – 2023-03-31
キーワード	二次元半導体 / 結晶成長 / 光物性
研究成果の概要	本研究では、二次元半導体へ発光中心を制御して埋め込む手法を開発した。たとえば、WSe2およびMoSe2にそれぞれWやMoを置換して入れ込むことに成功するとともに、結晶成長法を用いてナノスケールのゼロ次元局所構造を二次元結晶に直接埋め込むことにも成功した。作製した試料の光学特性を詳細に調べたところ、母構造には見られない新たな光学遷移が現れ、これらは埋め込んだ発光中心に由来する光学遷移であると考えられる。この研究を通して、二次元半導体に基づく単一光子光源の開発の基盤となる材料技術を開発することに成功したため、今後のさらなる検討が速やかにすすむことが期待される。
自由記述の分野	ナノサイエンス
研究成果の学術的意義や社会的意義	二次元半導体に元素をドーピングする技術は、バルク半導体と比して立ち遅れている。本研究で開発した手法は、発光中心の埋込を通した単一光子光源の実現へとつながるのみならず、二次元半導体を用いたナノデバイス作製の基本技術となる可能性を秘めたものである。また、二次元半導体にナノスケール局所構造を直接埋め込む手法はまったく新規なものであり、単一光子光源にとどまらず幅広い量子機能の発現にもつながると期待される。