コムロック型超高速AFM可視化技術の創出と触媒反応過程の可視化

开创Comlock型超高速AFM可视化技术及催化反应过程可视化

• 批准号: 22H00289
• 负责人: 藤田 淳一
• 金额: $ 27.29万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H00289/
• 关键词: 超高速AFM; ２次元材料; 表面触媒反応; 超高速時間分解型KFM計測; パルストレイン; fsパルスレーザー; psパルスレーザー; Non-contact; K-AFM; フェムト秒パルスレーザー; 位相制御; 時間原点; 触媒反応

超高速AFM可視化技術においては、高いQ値を持つ光熱振動型AFM探針振動制御技術の開発と動作実証を行い、7MHzの熱レーザー励起において高Q値AFM探針振動を実証した。しかし、fs秒パルスレーザー照射によって振動する探針表面と基板からの反射から得られるコム共鳴分散は、特に大気中での探針振動の揺らぎ幅が大きく、コムロック共鳴を出す事が極めて困難であることが判明した。そこで方針変更し、レーザー熱励起型の高振動数探針を用いたKFMモードを用い、カンチレバー振動と位相同期したピコ秒レーザーのパルストレインを用いて、超高速時間分解型のNon-contact KFM計測技術を開発を進めた。このピコ秒励起（ポンプ）パルスをトリガーとしたMoS2表面励起子、電荷のダイナミクスを観測する方向に修正した。本年度はまず測定対象とするMoS2単原子層の試料を作製し、KFMモードを用いて形状と電位分布の評価を行った。2μm径の溝加工したSi基板上にAuをスパッタ蒸着したものを基板として、MoS2単原子層を転写することで溝上に中空のMoS2単原子層サスペンド構造を作製した。サスペンド構造上とその周辺でKFM測定した結果、サスペンド構造上ではその周辺のAu表面と接触したMoS2上と比べて200～400meVの電位の上昇が観測された。この電位の変化はAuとMoS2間の電荷移動が主な要因と考えられるが、サスペンド構造の電位にばらつきが大きくそれだけでは解釈できない。そのためKFM測定を行ったサスペンド構造に対して発光分光測定(PL測定)を行ったところ、励起子発光に由来するPLピークのエネルギーと電位に相関があり、PLエネルギーが低くなるほど電位の上昇が大きくなることが明らかになった。今後さらにサスペンド構造の形状や歪の影響を含めて解析していくことでその全容が解明されると期待できる。

The ultra-high-speed AFM can be used to realize the optical vibration of the technology, the optical vibration type of the AFM, the vibration mode of the vibration control system, the operation of the vibration control system, and the excitation of the high-Q AFM probe. The high-speed AFM sensor can be used in the field of vibration control. In the first half of the year, the vibration of the surface, the substrate of the substrate, the reflection of the substrate, the surface, the surface, the substrate, the reflection, the surface, the surface, the substrate, the reflection, the surface, the surface, the substrate, the reflection, the surface, the substrate, the reflection, the surface, the substrate, the surface, the substrate, the reflection, the surface, the substrate, the substrate, the surface, the substrate, The high number of vibration detectors for high-speed and high-speed time-resolved Non-contact KFM devices are used for high-speed vibration detection, high-speed vibration, high-speed, high-speed, high- In order to correct the direction of the MoS2, the surface exciter and the electric charge of the surface exciter and the direction of the surface exciter should be corrected. This year, the results show that the MoS2 atomic materials are used as the equipment, and the electric potential distribution of the KFM is in the shape of each other. 2 μ m diameter "processing"Au" on the Si substrate is steamed with "Au", "MoS2" atoms, "hollow" MoS2 "atoms", "hollow" atoms, "hollow" atoms, and "hollow" atoms. On the other hand, the results of the weekly KFM test results and the results of the weekly Au surface contact test are much higher than those on the 200~400meV station. The main reason for the change of electric potential, Au, MoS2, charge transfer, and so on, is due to the need to improve the performance of the students. The reason for the KFM measurement is that the PL measurement system is used for the determination of optical absorption spectroscopy (PL measurement). The source of the excitation device is that the electrical potential is sensitive to the temperature, and the PL is sensitive to the temperature at the lower temperature station. In the future, we need to know that the shape is distorted, and the image is analyzed.

项目成果

Analysis of Trap-related Conduction Dynamics in Atomically Thin Materials by an Optically Excited Multiprobe Setup

通过光激发多探针装置分析原子薄材料中与陷阱相关的传导动力学

• 发表时间: 2022
• 作者: Hiroyuki Mogi;Zi-han Wang;Ibuki Kuroda;Yuhei Takaguchi;Yasumitsu Miyata;Atsushi Taninaka;Yusuke Arashida;Shoji Yoshida;Osamu Takeuchi and Hidemi Shigekawa
• 通讯作者: Osamu Takeuchi and Hidemi Shigekawa

第二次高調波発生による二次元半導体材料の高精度結晶方位評価

利用二次谐波产生对二维半导体材料进行高精度晶体取向评估

• 发表时间: 2023
• 作者: Tian Yuan;Ukhtary M. Shoufie;Saito Riichiro;〇Hiromi Yamashita;清水 歩，茂木 裕幸，嵐田 雄介，吉田 昭二，武内 修，重川 秀実
• 通讯作者: 清水 歩，茂木 裕幸，嵐田 雄介，吉田 昭二，武内 修，重川 秀実

Ultrafast nanoscale exciton dynamics via laser-combined scanning tunneling microscopy in atomically thin materials

• DOI: 10.1038/s41699-022-00345-1
• 发表时间: 2022-10-14
• 期刊: NPJ 2D MATERIALS AND APPLICATIONS
• 影响因子: 9.7
• 作者: Mogi, Hiroyuki;Arashida, Yusuke;Shigekawa, Hidemi
• 通讯作者: Shigekawa, Hidemi