原子層ヘテロ界面における一次元電子系の実現

原子层异质界面一维电子系统的实现

• 批准号: 20J21812
• 负责人: 清水 宏
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J21812/
• 关键词: 遷移金属カルコゲナイド; ナノワイヤー; 一次元電子系; 化学気相成長法; インターカレーション

当該年度は、異種元素をインターカレーションした遷移金属カルコゲナイド(TMC)原子細線の構造解析及び電子輸送特性についての研究を行った。以下の二点が主要な成果となる。①構造解析： WTe原子細線を化学気相成長で合成し、その後、400~500℃でインジウムの蒸気にさらすことでインターカレーションを行った。このIn-WTe試料を、細線の軸方向に垂直に切断し、その断面を電子顕微鏡で観測した。電子顕微鏡像より、隣り合うWTe細線の間にインジウム原子が充填されていることが明らかとなった。またインターカレーションにより、隣接する原子細線同士の距離が増加していることを確認した。ラマン分光測定から、WTe細線がインターカレーション前後で異なる振動ピークを示すことを観測した。これらの変化は、隣接する細線間にInがインターカレーションされたことによる、結晶構造の対称性の変化で説明される。②電子輸送特性：インターカレーション処理したIn-WTe試料に対し、フォトリソグラフィーを利用してIn/Au電極を作製した。300Kから100~30Kの高温領域において、処理前と同様、温度の減少とともに抵抗が減少する金属的な特性を示す。一方100~30Kから1.9Kの低温領域では温度の減少とともに抵抗が増加する。特に、処理前のWTe試料と比較して抵抗がより大きく増加することが分かった。これらの傾向は、複数のIn-WTe試料で再現性良く確認された。さらに1.9Kの低温では、磁場の印可により磁気抵抗が減少する弱反局在効果的な特徴が観測された。上記の成果はACS Nano誌に掲載されている。今後、様々な金属原子のインターカレーションにより、新たな三元系TMC原子細線の実現や、その物性・応用研究への展開が期待される。以上の理由より、予想以上の進展があったといえる。

In that year, the structural analysis of atomic thin wires of heterogeneous element をインターカレーションしたmigrated metal カルコゲナイド (TMC) and the electron transport characteristics were carried out. The following two points are the main results. ①Construction analysis: After the synthesis of WTe atomic thin wires through chemical deuterium phase growth, 400~500℃でインジウムの簗にさらすことでインターカレーションを行った. The In-WTe sample was cut vertically in the axis direction of the thin wire, and the cross section was measured using an electronic microscope. Electronic mirror image より, adjacent り合うWTe thin wire の间にインジウムatom がfilled されていることが明らかとなった.またインターカレーションにより, adjacent するatomic thin line toshi no distance がincrease plus していることをconfirmed した.ラマンSpectroscopic measurement of から, WTe thin wire がインターカレーション back and forth でdifferent なる vibration ピークをshow すことを観measurement した.これらの変化は, adjacent する thin line にIn がインターカレーションされたことによる, の対symmetry of the crystal structure and の変化でclarificationされる. ②Electron transport characteristics: In-WTe sample processed by インターカレーション and フォトリソグラフィーを were produced using してIn/Au electrode. The characteristics of the metal are shown in the high temperature range of 300K and 100~30K, the same temperature before treatment, and the temperature reduction and resistance. On the one hand, the low temperature range of 100~30K and 1.9K means the temperature is reduced and the resistance is increased. The characteristics of the WTe sample before treatment are as follows: the resistance is large and the resistance is high. The good reproducibility of multiple In-WTe samples has been confirmed based on the trend.さらに1.9Kのlow-temperatureでは, magnetic field のprint can によりmagnetic resistance がreduce するweak counter-influence in the な特徴が観measurement された. The results mentioned above are recorded in the ACS Nano Chronicle. From now on, we are looking forward to the development of 様々なmetal atoms and new ternary TMC atomic thin wires, and the development of new physical properties and applications. The reason for the above is the same, and the progress of the above is expected to be the same.

项目成果

Electron transport properties of WTe nanowire networks

WTe 纳米线网络的电子传输特性

• 发表时间: 2020
• 作者: Hiroshi Shimizu;Jiang Pu;Hong En Lim;Yusuke Nakanishi;Zheng Liu;Takahiko Endo;Taishi Takenobu;Yasumitsu Miyata
• 通讯作者: Yasumitsu Miyata

High mobility and 2D electron gas in aggregates of van der Waals WTe atomic wires

范德华 WTe 原子线聚集体中的高迁移率和二维电子气

• 发表时间: 2021
• 作者: Hiroshi Shimizu;Jiang Pu;Zheng Liu;Hong En Lim;Yusuke Nakanishi;Takahiko Endo;Kazuhiro Yanagi;Taishi Takenobu;Yasumitsu Miyata
• 通讯作者: Yasumitsu Miyata

Electron transport properties of one-dimensional transition metal chalcogenide networks

一维过渡金属硫族化物网络的电子传输特性

• 发表时间: 2020
• 作者: Hiroshi Shimizu;Jiang Pu;Hong En Lim;Yusuke Nakanishi; Zheng Liu,Takahiko Endo;Taishi Takenobu;Yasumitsu Miyata
• 通讯作者: Yasumitsu Miyata

Indium intercalation in bundles of WTe atomic wires

WTe 原子线束中的铟嵌入

• 发表时间: 2021
• 作者: Hiroshi Shimizu;Zheng Liu;Hong En Lim;Yusuke Nakanishi;Takahiko Endo & Yasumitsu Miyata
• 通讯作者: Takahiko Endo & Yasumitsu Miyata

Electron transport of transition metal chalcogenide nanowire networks

过渡金属硫族化物纳米线网络的电子传输

• 发表时间: 2020
• 作者: Hiroshi Shimizu;Jiang Pu;Hong En Lim;Yusuke Nakanishi; Zheng Liu,Takahiko Endo;Taishi Takenobu;Yasumitsu Miyata
• 通讯作者: Yasumitsu Miyata