原子層積層ヘテロ構造作製技術の確立と狭帯域波長可変ＬＥＤの実現

原子层堆叠异质结构制备技术的建立及窄带波长可调LED的实现

• 批准号: 19J15359
• 负责人: 堀田 貴都
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J15359/
• 关键词: 原子層物質; hBN保護; CNTゲート電極; 荷電励起子; 遷移金属ダイカルコゲナイド; 励起子閉じ込め; hBNサンド構造; AFMナノスクイーズ法; 層間不純物除去; 荷電不純物; 励起子間衝突

本年度では、昨年度に引き続き1. hBN保護MoSe2における励起子拡散の観測、2. hBN保護原子層物質の高品質試料作製法の開発に関する研究、および3. 単一カーボンナノチューブ（CNT）をゲート電極に用いたMoSe2中荷電励起子の1次元閉じ込めの実現に関する研究に従事した。昨年度で得た１および２に関する結果は、Physical Review B (102, 115424 (2020).)、およびACS Nano (15, 1, 1370-1377 (2021).)へ投稿しアクセプト済みである。3では、1および2で確立した高品質試料作製方法および光学測定技術を用いることで、単一のCNTをゲート電極として用いたhBN保護MoSe2デバイスを作製し、一次元状に閉じ込められた荷電励起子の観測を目指した。本報告では3の詳細について記載する。まず化学気相成長法により作製された単一CNTをhBN保護MoSe2に組み込んだものを用意し、電子線リソグラフィーおよび金属蒸着により電気的なコンタクト用の電極を作製することで、1次元状にゲート電圧が印加可能な孤立CNT-hBN保護MoSe2からなる1D2Dハイブリット積層構造を作製した。荷電励起子の測定には、当研究室で組み上げた顕微分光装置を用いて、極低温（10 K）における荷電励起子発光のみを取り出したPL像を測定した。CNTゲート電圧を2 Vに印加したところ、印加なしの際には確認できなかった幅約1um程度の線状のコントラストが出現した。この発光像の強度分布を、電磁気学モデルから導出した電場の広がり（30 nm）および発光像の回折限界による広がり（230 nm）を考慮しフィッティングしたところ、実験で得られた発光分布をよく再現できた。この結果は、1次元状への荷電励起子の閉じ込めに成功したことを示している。

在今年，与去年一样，我们继续研究1。观察受HBN保护的Mose2、2。研究针对HBN保护的原子层的高质量样品制备方法的开发研究，3。研究使用Mose2 Indected Extitons使用单一碳纤维量（Contected agits）进行了单位codits intode coctodes（Cnode）的兴奋孔（Contected ageted Expitons）使用单一碳纤维量（Cnters）conte insode as annanots（cnode）。通过发布到物理审查B（102，115424（2020））和ACS Nano（15，1，1，1，1370-1377（2021））。在3中，通过使用以1和2建立的高质量样品制备方法和光学测量技术，我们使用单个CNT作为栅极电极制造了一个受HBN保护的Mose2设备，并旨在观察限制在一个维度的带电激素。 This report will provide details of 3. First, a single CNT fabricated by chemical vapor deposition was incorporated into hBN protected MoSe2, and an electrode for electrical contact was prepared by electron beam lithography and metal evaporation to create a 1D2D hybrid laminate structure made of isolated CNT-hBN protected MoSe2, in which a gate voltage can be applied in one dimension, was produced.为了测量带电的激子，使用在我们实验室中组装的微光谱计测量PL图像，以仅在极低的温度（10 K）下提取带电的激子发射。当将CNT栅极电压施加到2 V时，出现了约1 um的线性对比度，当未应用应用时看不到。当考虑到电场的扩散（30 nm）的扩散以及由于衍射限制（230 nm）而导致的发光图像的扩散，将这种发光图像的强度分布拟合时，发光图像得到了很好的复制。该结果表明，将带电的激子限制为一维形式是成功的。

项目成果

Flattening of 2D materials encapsulated by hBN flakes

六方氮化硼薄片封装的二维材料的扁平化

• 发表时间: 2020
• 作者: Takato Hotta;Akihiro Ueda;Shohei;Higuchi;Keiji Ueno;Kenji Watanabe;Takashi Taniguchi;Ryo Kitaura
• 通讯作者: Ryo Kitaura

超薄膜グラフェンを用いた飛翔体搭載用軟X線光学素子の開発

使用超薄石墨烯薄膜开发用于安装在飞行物体上的软X射线光学元件

• 发表时间: 2020
• 作者: 三石郁之;中山恵理子;田原譲;堀田貴都;北浦良;Pablo Solis-Fernandez;河原憲治;吾郷浩樹
• 通讯作者: 吾郷浩樹

Exciton Diffusion in hBN-encapsulated Monolayer TMDs

六方氮化硼封装的单层 TMD 中的激子扩散

• 发表时间: 2019
• 作者: Takato Hotta;Syohei Higuchi;Yosuke Uchiyama;Keiji Ueno;Kenji Watanabe;Takashi Taniguchi;Hisanori Shinohara;Ryo Kitaura;Takato Hotta
• 通讯作者: Takato Hotta

原子層積層構造の平坦化法の検討

原子层堆叠结构平坦化方法研究

• 发表时间: 2020
• 作者: 上田哲大;堀田貴都;上野啓司;渡邊賢司;谷口尚;北浦良
• 通讯作者: 北浦良

CNTローカルゲートを用いたhBN/MoSe2/hBNデバイスの作製とその評価

使用 CNT 局栅制造和评估 hBN/MoSe2/hBN 器件

• 发表时间: 2020
• 作者: 堀田 貴都;中嶋 春奈;井ノ上 泰輝;千足 昇平;上野 啓司;渡邊 賢司;谷口 尚;丸山 茂夫;北浦 良
• 通讯作者: 北浦 良