１次元遷移金属ダイカルコゲナイドの構造制御と物性研究

一维过渡金属二硫属化物的结构调控及物性研究

• 批准号: 16H07103
• 负责人: 蓬田 陽平
• 金额: $ 1.91万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-08-26 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16H07103/
• 关键词: ナノ材料; ナノチューブ; 熱電変換; 電気二重層; トランジスタ; ナノ構造; キャリアドーピング; 層状物質; ナノチューブ・フラーレン; 半導体物性; 表面・界面物性; 物性実験

遷移金属カルコゲナイドナノチューブ（TMDC-NT）に代表される１次元遷移金属カルコゲナイドでは、１次元化によりバルクや２次元系には無いユニークな物性の発現が期待される。しかし、試料構造の不均一性の問題により、その物性は詳細には分かっていない。本研究では、TMDC-NTの構造制御技術を開発し、未だ成されていない均一な構造のTMDC-NT材料を創出する。さらに、構造制御が成された試料を用いて、１次元性を反映したユニークな物性を見出すことを目標としている。平成２８年度においては、TMDC-NTの一つであるWS2-NTに着目し、液相における構造制御に必要となる分散プロセスの研究、得られた試料の均一な薄膜の作製とその熱電物性の解明を試みた。まず、1-シクロヘキシル-2-ピロリドン等の一部の有機溶媒に安定して分散することを発見し、遠心分離を用いた構造制御が利用可能となった。本分散プロセスを経由することで、フィルター上に作製した薄膜のネットワーク構造が均一化し、良質な薄膜の作製と転写法を用いたデバイスの作製が行えるようになった。次に、得られた薄膜デバイスに温度差を形成し、熱起電力（ゼーベック係数）を測定した。予備実験において見出したキャリアドーピング手法を用いることで、ドーピングしたキャリア数に依存する巨大な熱電効果を見出すに至った。最大で400 μV/Kのゼーベック係数が得られ、１次元物質の代表であるカーボンナノチューブより高い値となり、TMDC-NTの熱電材料としての可能性を初めて明らかにした。本成果については、学会発表および学術誌（Applied Physics Express, 2016）において報告している。

Migration of metal カ ル コ ゲ ナ イ ド ナ ノ チ ュ ー ブ (TMDC - NT) に representative さ れ る 1 dimensional migration metal カ ル コ ゲ ナ イ ド で は, 1 yuan に よ り バ ル ク や two component system に は no い ユ ニ ー ク な property の 発 が now expect さ れ る. The issue of <s:1> non-homogeneity <e:1> in the structure of the test material is によ によ, detailed <s:1> physical properties of the そ <s:1> are に and <s:1> are further analyzed in って and な. This study で は, TMDC - NT の structure suppression technology を open 発 し, not だ さ れ て い な い な uniform structure の TMDC - NT material を hit す る. Royal が さ ら に, tectonic system into さ れ た sample を with い て, 1 yuan を reflect し た ユ ニ ー ク な property を shows す こ と を target と し て い る. Pp.47-53 28 year に お い て は, TMDC - NT の つ で あ る WS2 - NT に し, liquid に お け る tectonic system と royal に necessary な る scattered プ ロ セ ス の research, have ら れ た sample の な uniform film の cropping と そ の thermoelectric property の interpret を try み た. ま ず, 1 - シ ク ロ ヘ キ シ ル - 2 - ピ ロ リ ド ン の a の organic solvent such as に settle し て scattered す る こ と を 発 し, far heart separation を use い た tectonic suppression が may use と な っ た. The scattered プ ロ セ ス を 経 by す る こ と で, フ ィ ル タ ー に cropping systems on し た film の ネ ッ ト ワ ー ク structure homogenization し が, good quality, and the な film の cropping と planning writing を with い た デ バ イ ス の cropping が line え る よ う に な っ た. Time に, ら れ た film デ バ イ ス に を form し temperature difference and heat up the power (ゼ ー ベ ッ ク coefficient) を determination し た. Reserve be 験 に お い て shows し た キ ャ リ ア ド ー ピ ン グ gimmick を with い る こ と で, ド ー ピ ン グ し た キ ャ リ ア number に dependent す る huge な thermoelectric unseen fruit を show the す に to っ た. Maximum で 400 mu V/K の ゼ ー ベ ッ が ク coefficient to ら れ, 1 yuan material の representative で あ る カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ よ り high い numerical と な り, TMDC - NT の thermoelectric materials と し て の possibility early を め て Ming ら か に し た. This achievement に に に て て て る, published in the および academic journal of the society (Applied Physics Express, 2016) にお にお て て report て て る る.

项目成果

Ambipolar transistors based on random networks of WS

基于WS随机网络的双极晶体管

• 发表时间: 2016
• 作者: Mitsunari Sugahara;Kawai Hideki;Yohei Yomogida;Yutaka Maniwa;Susumu Okada;and Kazuhiro Yanagi
• 通讯作者: and Kazuhiro Yanagi

金属型単層カーボンナノチューブにおける高ゼーベック・低抵抗状態での光熱電変換現象

金属单壁碳纳米管高塞贝克低阻态光热电转换现象

• 发表时间: 2016
• 作者: 一ノ瀬遥太;中村昌稔;河合英輝;真庭豊;蓬田陽平;柳和宏
• 通讯作者: 柳和宏

研究室のwebページ

实验室网页

WS2ナノチューブを用いた両極性トランジスタ

使用 WS2 纳米管的双极晶体管

• 发表时间: 2016
• 作者: 岡田遼太朗;菅原光成;河合英輝;蓬田陽平;真庭豊;岡田晋;柳和宏
• 通讯作者: 柳和宏

Origin of the Surfactant-Dependent Redox Chemistry of Single-Wall Carbon Nanotubes

• DOI: 10.1002/cnma.201600190
• 发表时间: 2016-09-01
• 期刊: CHEMNANOMAT
• 影响因子: 3.8
• 作者: Hirano, Atsushi;Kameda, Tomoshi;Kataura, Hiromichi
• 通讯作者: Kataura, Hiromichi