層状ナノ薄膜を用いた超強電界物性と新機能

利用层状纳米薄膜的超强电场特性和新功能

• 批准号: 13J09893
• 负责人: 張 奕勁
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J09893/
• 关键词: 遷移金属カルコゲナイド; TMD; 円二色性; pn接合; 発光; スピン緩和; バレー; 二次元結晶; バレートロニクス; 円偏光; オプトエレクトロニクス; 電気二重層トランジスタ; エレクトロルミネッセンス; p-n接合; 両極性トランジスタ

本年度はTMD二次元結晶中に電気的に形成されたp-n接合からの電流注入発光が円偏光している現象の根底にあるメカニズムの解明に向けた研究を行った。この現象は一昨年に偶然発見した新奇な現象であり当時の理論予測と矛盾する現象であったが、理論家の方々とディスカッションを行い、試料中に存在する超強電場が大きな役割を果たしているという結論に至っていた。ただし、このモデルは電流注入発光の円偏光率の印加電圧依存性等一部の実験結果と矛盾する側面もあった。そこで本年度では、p-n接合の発光状態における電気伝導特性を詳細に測定した・評価した。具体的には、四端子測定法を応用してp-n接合のp領域とn領域、及び接合を挟む領域のそれぞれにおける電圧分布や電荷濃度を測定した。これらの結果を元に、発光時におけるバンド曲がりの位置依存性を再評価したところ、従来型p-n接合で考えられていた状況とは大きく異なることが分かった。しかし同時に、この新たなバンド曲がりの描像と理論モデルを組み合わせることで実験結果を矛盾なく説明することが可能になった。従来型p-n接合と異なる電気的振舞の要因は接合の形成方法の違いに由来すると考えられる。本研究は層状物質と超強電場を組み合わせることによる新奇な機能性デバイスの実現を目指して開始したものであり、電気的に制御可能な円偏向発光デバイスを実現した。本年度の一連の研究により、この現象は層状物質特有の物性と超強電場のみが実現できる特殊なp-n接合を組み合わせることによって実現できたものであることが分かった。

This year's RMB は TMD secondary crystallization に electric 気 に form さ れ た p-n junction か ら の current injection 発 light が has drifted back towards &yen; polarized し て い る phenomenon の root に あ る メ カ ニ ズ ム の interpret に to け た を line っ た. こ の phenomenon は YiZuo years に accidentally see 発 し た novel な phenomenon で あ り と の theory to the test contradiction was す る phenomenon で あ っ た が, theorists の 々 と デ ィ ス カ ッ シ ョ ン を い, sample there are に す る super large electric field が き な "を cut fruit た し て い る と い う conclusion に to っ て い た. The results of a <s:1> experimental study, such as ただ ただ,, モデ, モデ, モデ, <s:1> current injection, luminance, <s:1> yen, polarization rate, <s:1> Inca voltage dependence, etc., are と contradictory する sides and あった あった. そ こ で this year で は, p-n junction の 発 light state に お け る electric 気 伝 guide features detailed に を determination し た · review 価 し た. Specific に は, four terminal measurement を 応 with し て p-n junction の in と n p and び joint を carry む field の そ れ ぞ れ に お け る electrical charge concentration determination を 圧 distribution や し た. こ れ ら の result を yuan に, 発 light に お け る バ ン ド qu が り の position dependency を again review 価 し た と こ ろ, 従 to p-n junction で exam え ら れ て い た condition と は big き く different な る こ と が points か っ た. し か し に, at the same time こ の new た な バ ン ド qu が り の stroke like と theory モ デ ル を group み close わ せ る こ と で be 験 results を contradiction な く illustrate す る こ と が may に な っ た. The vibration of the 従 incoming p-n bond と different なる electricity <s:1> is due to the formation method of the bond <e:1> and the violation of the に origin すると examination えられる. This study は layered material と み を group in strong electric field わ せ る こ と に よ る な novel functional デ バ イ ス の be presently を refers し て began し た も の で あ り, electricity 気 に suppression may な has drifted back towards &yen; bias 発 light デ バ イ ス を be presently し た. の の research in a row this year に よ り, こ の phenomenon characteristic の は layered material property と super electric field の み が be presently で き る special な p-n junction を group み close わ せ る こ と に よ っ て be presently で き た も の で あ る こ と が points か っ た.

项目成果

遷移金属カルコゲナイドを用いた円偏光発光FET

使用过渡金属硫族化物的圆偏振发光 FET

• 发表时间: 2014
• 作者: 張 奕勁;鈴木 龍二;岩佐 義宏
• 通讯作者: 岩佐 義宏

電場を用いた遷移金属カルコゲナイドのバレー分裂制御

利用电场控制过渡金属硫族化物的谷分裂

• 发表时间: 2013
• 作者: 張 奕勁;鈴木 龍二;岩佐 義宏
• 通讯作者: 岩佐 義宏

Formation of a stable p-n junction in a liquid-gated MoS2 ambipolar transistor.

• DOI: 10.1021/nl400902v
• 发表时间: 2013-06
• 期刊: Nano letters
• 影响因子: 10.8
• 作者: Yijin Zhang;Jianting Ye;Yohei Yomogida;T. Takenobu;T. Takenobu;Y. Iwasa

Spin and valley pseudo-spin in transition-metal dichalcogenides

过渡金属二硫属化物中的自旋和谷赝自旋

• 发表时间: 2014
• 作者: 張 奕勁;岩佐 義宏
• 通讯作者: 岩佐 義宏

東京大学工学部ホームページ

东京大学工学部主页