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二次元極限材料における高エネルギー励起キャリアの光電変換機能探索

寻找二维极端材料中高能激发载流子的光电转换函数

基本信息

批准号：
16K17485
负责人：
小澤大知
金额：
$ 2.08万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-01 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、二次元極限材料における高エネルギー励起キャリアの光電変換機能探索である。応募者が発見した、二次元極限材料遷移金属ダイカルコゲナイド(TMD)における高エネルギー励起キャリア生成機構と、TMDヘテロ構造間の電荷・エネルギー移動機構を組み合わせ、ハイブリッド構造間の相互作用制御方法を確立する。本研究を通して、光電変換過程で熱として散逸されていた光励起キャリアの余剰エネルギーを有効に利用するホットキャリア型光電変換デバイスの原理実証を目指した。初年度はまず、1. イオン液体をゲート誘電体とした二次元材料光検出器の作製と、2. ヘテロ構造を用いた光検出器の作製を目指した。1.に関しては二次元材料WSe2原子層においてp-n接合形成を確認し、さらにそこで光検出ができることを示した。ここまでの結果を論文としてまとめ、米国応用物理学会誌Applied Physics Lettersに成果発表した。2.に関しては二次元材料MoS2と同じく二次元材の料黒リンを重ね合わせてヘテロ構造を作製し、フォトトランジスタを作製した。MoS2と黒リンとの間に二次元のp-n接合が形成され、単体の黒リンと比べてフォトレスポンスが向上することを示した。この研究成果をアメリカ化学会、アメリカ化学工学会、材料科学会で発表した。以上、1.と2.の成果を応用し、今後の二次元極限材料における高エネルギー励起キャリアの光電変換機能探索へと発展することが期待される。

The purpose of this study is to explore the photoelectric conversion function of two-dimensional limit materials. To establish a method for controlling the interaction between structures, such as a mechanism for generating high-energy excitation, a mechanism for generating charge, a mechanism for moving charge between structures, and a mechanism for controlling the interaction between structures. This paper aims to demonstrate the principle of photoelectric conversion by analyzing the heat dissipation and residual energy of photoelectric conversion process. The first year of the year, 1. 2. The operation of optical detectors made of two-dimensional materials. The structure of the optical detector is described in detail. 1. The formation of p-n junction in the atomic layer of WSe2 is confirmed and shown. The results of this paper are presented in the Journal of Applied Physics Letters of the American Society for Applied Physics. 2. Two dimensional materials MoS2 and two dimensional materials MoS 3 and MoS 4 are the same. MoS2 and MoS2 are two dimensional bonds, and the two are connected by a single bond. The research results were presented by the Chemical Society, the Chemical Engineering Society and the Materials Science Society. The above results are expected to be applied to the development of photoelectric conversion functions in the future.