歪みによる原子層モアレ構造の制御とモアレ光機能デバイスの創製

通过应变控制原子层莫尔条纹结构并创建莫尔光学功能器件

• 批准号: 22H01899
• 负责人: 蒲 江
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology (2023)Nagoya University (2022)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01899/
• 关键词: 遷移金属ダイカルコゲナイド; ヘテロ構造; モアレパターン; 歪み効果; 発光デバイス; 電解質; 発行デバイス

本研究の目標は、原子層ヘテロ構造に生じるモアレパターンを新たなデバイス機能発現の自由度とみなし、モアレ構造を外場操作(回転角と歪み)により連続制御する技術を構築することで、新しい発光・受光機能を有するデバイス(オプト・ツイストロニクス)の実現を目指す。具体的には、柔軟な基板上に遷移金属ダイカルコゲナイド(TMDC)による回転積層ヘテロ構造を作製し、機械的変形を行うことで任意のモアレパターン制御を行う。これにより、モアレポテンシャルに閉じ込められた励起子の次元性を連続的に変調可能となり、モアレ励起子の量子状態及び偏光自由度を機能化した発光・受光デバイスの作製を目的とする。この目的に対し本年度は、(1)歪みを用いた原子層ヘテロ構造作製技術の構築と、(2)歪み効果を導入したモアレパターンの制御・観測技術の構築を行った。以下、項目ごとに示す。(1)歪みを用いた原子層ヘテロ構造作製技術原子層ヘテロ構造を柔軟な基板上に作製し、基板を変形することで積層構造に歪み効果の導入を行った。歪み効果は顕微分光測定(PL、ラマン、第二次高調波)により評価した。その結果、ヘテロ構造において歪みを印加すると、層間において歪み分布が代わる結果が得られた。加えて、歪みによる層間励起子の変調を示唆する結果も観測した。(2)歪み効果を導入したモアレパターンの制御・観測技術上述の歪み導入したヘテロ構造において、ピエゾAFMによるモアレパターンの直接観測をを行った。その結果、歪み任意に変調することでモアレパターンの連続的な制御に成功し、特殊な対称性や次元性を有するモアレ超格子の作製を可能にした。本年度確立した構造制御及び観測評価手法を基に、今後モアレパターン制御による新たな量子機能光デバイスの実現を目指す。

The purpose of this study is to provide guidance for the realization of the degree of freedom and the degree of freedom for the development of new light-emitting and light-receiving functions in the generation of atomic layer structures and the construction of technologies for the control of external field operations (return angles and inclinations). Specifically, the migration of metal on flexible substrates (TMDC), the formation of multilayer structures, and the mechanical deformation of flexible substrates are controlled. The quantum state and polarization freedom of the excitation driver are functionalized and the operation of the light emitting and receiving device is realized. This year's goal is to: (1) construct a new atomic layer structure;(2) construct a new atomic layer structure; The following items are shown below. (1)The atomic layer structure is applied to the substrate. The results of differential optical measurement (PL, LX, 2nd order) were evaluated. The result is that the structure of the layer is different from that of the layer. The results of the interlayer excitation test were obtained by increasing the intensity of the interlayer excitation. (2)The method of direct measurement for the introduction of optical fiber into optical fiber is described. The result is that any adjustment is possible because the control of the link is successful, and the control of the special symmetry and dimensionality is possible This year, we established the basis for structural control and evaluation methods, and pointed out the implementation of new quantum function optical devices in the future.

项目成果

Electric double layer doping in WSe2/WS2 van der Waals heterostructure

WSe2/WS2 范德华异质结构中的双电层掺杂

• 发表时间: 2022
• 作者: Rei Usami;Koshi Oi;Motoki Matsuno;Takahiko Endo;Yasumitsu Miyata; Jiang Pu;Taishi Takenobu
• 通讯作者: Taishi Takenobu

Thermoelectric properties in CVD-grown large-area graphene films

CVD 生长的大面积石墨烯薄膜的热电特性

• 发表时间: 2022
• 作者: Kaito Kanahashi;Takako Matsunaga;Jiang Pu;Hiromichi Ohta;Hiroki Ago;Taishi Takenobu
• 通讯作者: Taishi Takenobu

Efficient and Chiral Electroluminescence from In‐Plane Heterostructure of Transition Metal Dichalcogenide Monolayers

• DOI: 10.1002/adfm.202203602
• 发表时间: 2022-07
• 期刊: Advanced Functional Materials
• 影响因子: 19
• 作者: Naoki Wada;J. Pu;Yuhei Takaguchi;Wenjin Zhang;Zheng Liu;T. Endo;T. Irisawa;K. Matsuda;Y. Miyauchi;T. Takenobu;Y. Miyata

Fabrication of highly strained monolayer light-emitting devices

高应变单层发光器件的制造

• 发表时间: 2023
• 作者: Koshi Oi;Jiang Pu;Hao Ou;Rei Usami;Takahiko Endo;Yasumitsu Miyata;Keisuke Shinokita;Kazunari Matsuda;Taishi Takenobu
• 通讯作者: Taishi Takenobu

Electric double layer doping in WSe2/WS2 van der Waals heterostructure

WSe2/WS2 范德华异质结构中的双电层掺杂

• 发表时间: 2022
• 作者: Rei Usami;Koshi Oi;Motoki Matsuno;Takahiko Endo,Yasumitsu Miyata;Jiang Pu;Taishi Takenobu
• 通讯作者: Taishi Takenobu