二次元層状物質を用いた赤外～テラヘルツ発光素子の実現

利用二维层状材料实现红外至太赫兹发光器件

• 批准号: 20J22901
• 负责人: 若藤 祐斉
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 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-20J22901/
• 关键词: 二次元層状物質; グラフェン; 積層技術; ポリマー転写; 液相転写; 界面

これまで、グラフェンを用いた赤外波長からテラヘルツ波長の二次元ヘテロ発光素子を実現することを目的とし研究をおこなってきた。この中で、二次元ヘテロ構造を作製する際に層間へ混入する不純物である”バブル”がグラフェンの移動度に著しく悪影響を与え、グラフェンの発光、検出効率の低下が起きてしまう恐れがあった。実際作製するデバイスの検出効率はデバイスによって分布があった。したがって、本年度は二次元ヘテロ構造作製を向上することにより界面に存在するバブルを低減することを目的として作製技術向上を狙った。まず、これまで二次元ヘテロ構造作製では高分子ポリマーへ二次元結晶を吸着させ、他の結晶と積層することを繰り返していたが、その吸着条件が外的要因に左右されやすく、また吸着力が弱いという点があった。したがってより強力に二次元結晶を吸着し、安定的な積層を行うことができる材料を選定し、二次元ヘテロ積層の更なる高クオリティ化を狙った。この過程でポリ塩化ビニルが二次元結晶を強力に吸着することが判明し、さらに温度を変調するだけで吸着した二次元結晶が脱離するという特性を発見した。また、この特性を定量的に示すためにこれまで存在していなかった評価手法を新たに構築し、実際これまで使われていたポリマーと比較して強力な吸着力を示すということを明らかにした。さらに、このポリ塩化ビニルを用いると二次元結晶積層を液相中で転写できるということも発見し、大気中など気相中での積層と比較しても二次元結晶同士が強力に吸着し、異なる結晶を33回以上積層することにも成功している。

This is the first time that a laser has been used in the field. The influence of impurities mixed between layers on the mobility of the medium and secondary structures on the light emission and detection rate of the medium and secondary structures is discussed. The rate of occurrence of the disease is higher than that of the control group This year, the second dimension of the structure of the upward movement, the existence of the low movement, the purpose of the upward movement. The main reason for the formation of the two-dimensional structure is that the adsorption force of the two-dimensional crystal is weak, and the adsorption condition of the crystal is weak. A strong secondary crystal layer is selected for adsorption and stabilization. This process is characterized by the strong adsorption of secondary crystals, the temperature adjustment of secondary crystals, and the separation of secondary crystals A new method of evaluation is proposed. In addition, the two-dimensional crystallization layer in the liquid phase is strongly adsorbed and the three-dimensional crystallization layer in the liquid phase is successfully formed.

项目成果

家庭用 PVC ラップを用いた二次元層状ヘテロ構造の作製

使用家用 PVC 包装材料制造二维层状异质结构

• 发表时间: 2021
• 作者: M. Iwasaki;T. Yotsuya;T. Naruki;Y. Matsuda;M. Yoneda;K. Aikawa;若藤 祐斉,守谷 頼,小野寺 桃子,増渕 覚,渡辺 賢司,谷口 尚,町田 友樹
• 通讯作者: 若藤 祐斉,守谷 頼,小野寺 桃子,増渕 覚,渡辺 賢司,谷口 尚,町田 友樹

Transfer method in the liquid phase for two-dimensional materials

二维材料的液相转移方法

• 发表时间: 2021
• 作者: Yusai Wakafuji;Rai Moriya;Satoru Masubuchi;Kenji Watanabe;Takashi Taniguchi;Tomoki Machida
• 通讯作者: Tomoki Machida

液相中における二次元層状物質転写手法の開発

液相二维层状材料传输方法的发展

• 发表时间: 2021
• 作者: 若藤 祐斉;守谷 頼;増渕 覚;渡邊 賢司;谷口 尚;町田 友樹
• 通讯作者: 町田 友樹