電場誘起pn接合を利用した近赤外光放射する電流注入型円偏光発光素子の創製

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究では、単層二テルル化モリブデン(2H-MoTe2)の面内に電場誘起によりpn接合を形成し、これに電流注入することで、近赤外光を放射する円偏光エレクトロルミネッセンス素子を開発することである。CVD成長法により大面積かつ高品質な二テルル化モリブデンを結晶成長し、これを母材とした発光素子開発を目指している。これまでの研究で、エレクトロルミネッセンス素子の開発には2H-MoTe2の大面積化が必要不可欠であることが分かったため、今年度は2H-MoTe2結晶の大面積化を実現するべく、CVD成長と金剥離法の二種類の作製手法に着目し研究を実施した。まず、以下の手順で2H-MoTe2薄膜の結晶成長を実施した。Si/SiO2基板上にスパッタ法を用いて作製したMo薄膜を熱酸化することでMoO3薄膜を形成し、これをテルル化することで結晶成長を実施した。成長温度が550から600℃の場合、2H-MoTe2が結晶成長できることを示した。一方、成長温度が550℃より低い場合または、600℃より高い場合は、1T'-MoTe2が結晶成長された。結晶成長温度増大が2H-MoTe2形成のために必要であるが、成長温度が600℃より高くなるとテルルの析出が基板表面上に見られるようになり、2H相が形成されなくなることを確認した。これらの結果から、2H-MoTe2薄膜形成には最適な結晶成長温度が存在することを明らかにした。次に、金剥離法による大面積2H-MoTe2形成については、金薄膜を利用することでバルク単結晶から従来の機械的劈開法よりも最大で10倍程度大きい面積の2H-MoTe2単層膜が形成できることを実証した。現在は、金剥離法で作製した2H-MoTe2薄膜を用いてエレクトロルミネッセンス素子を作成する手法を開発している。