原子層半導体アンチモネンを用いたデバイス開発のための基礎研究

利用原子层半导体锑烯的器件开发基础研究

基本信息

批准号：
20K15133
负责人：
中村友謙
金额：
$ 2.66万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では二次元半導体アンチモネン(antimonene)について、デバイスへの応用を念頭に元素置換ドーピングなどの手法を用いてn型(p型)アンチモネンの合成法を確立し、その電子物性を走査トンネル顕微鏡(STM)等を用いて実験的に明らかにすることを目的としている。本年度は、前年度までに作成法を見出したBi薄膜上アンチモネンについて、ドナー及びアクセプタとして働くと考えられるK(ポタシウム)、Pb(鉛)を少量蒸着し、アンチモネンへのドーピング効果が見られるか検証した。結果として、アンチモネンは少量のK、Pbの異元素添加によって大きくは破壊されないことがわかった。ただし、Pbについては蒸着量を増やすとアンチモネンを破壊する様子が観察される。Kは凝集せずK原子が散らばったように配置するのに対し、Pbは凝集し島状になる様子が走査トンネル顕微鏡像によって観察された。Kについては、イオン化によって電荷を帯びたKがクーロン反発によって間隔をあけて配置していると考えられ、Kがドナーとしてはたらいていることを示唆している。また、Kはアンチモネン-Bi(111)のモアレポテンシャルが負となっていると予想される領域に優先的に吸着する様子が観察され、これもまたKがドナーとしてはたらいていることを示唆している。走査トンネル分光の結果からK、Pbの蒸着によって逆方向へのフェルミ準位のシフトが見られ、これは間接的にKからは電子、Pbからはホールのドーピング効果が表れていると解釈できる。

这项研究旨在建立一种与二维半导体抗鉴定剂合成N型（P型）抗亚烯的方法，该方法是使用诸如元素替代掺杂等方法，并使用扫描隧道显微镜（STM）或类似的方法来阐明其电子特性。在今年，我们已经验证了通过蒸发少量的K（Potasium）和PB（Lead），该方法在BI薄膜上的抗偏二烯是否发现了该方法，这些方法被认为是捐助者和受体，以查看是否对抗氨基烯有兴奋剂。结果，发现并未通过添加少量的K和Pb来显着破坏偶然。但是，对于PB，可以观察到当增加沉积量时，偶然销毁了。 k处于散射状态，其中k原子没有被聚集在一起，而PB团聚并通过扫描隧道显微镜图像观察到了岛状状态。关于k，人们认为，由电离被电离所指控的k被库仑排斥而分开，这表明k是捐助者。此外，观察到，k优先吸附抗氨基-BI的电势（111）是负面的，这表明K也充当供体。从扫描隧道光谱的结果来看，由于K和Pb的沉积，可以看到费米水平的转移，这可以被解释为间接显示来自K和Pb孔的掺杂的影响。