二次元材料によるプリンテッド・アンビエントエレクトロニクスの実現

使用二维材料实现印刷环境电子产品

• 批准号: 14J07485
• 负责人: 蒲 江
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J07485/
• 关键词: 二次元材料; 遷移金属ダイカルコゲナイド; 電解質; 熱電変換; 光電変換; 発光素子; フレキシブルエレクトロニクス; 電気二重層; 論理回路; トランジスタ; 二次元ナノ材料; 合成技術; ドーピング技術

本研究の目的は二次元材料を用いた柔軟な論理回路の実現であり、材料及びデバイス両面を相補的に理解することによって、最終的には世界初の印刷型アンビエントエレクトロニクスを実現する。これまでの研究において、新奇二次元材料である遷移金属ダイカルコゲナイド(TMDC)単層膜の大面積合成技術と、印刷可能な電解質を用いた素子作製技術を構築することで、従来のプリンテッド材料やフレキシブル材料を凌駕する高性能かつ高柔軟性・高伸縮性を有する論理回路素子を実現した。しかしながら、これらフレキシブルな駆動回路を実装するための大きな課題として電源技術が挙げられる。そこで、本年度はこれまで培った材料・素子技術を活かし、フレキシブル素子の電源技術を構築するために、TMDC材料において熱電変換及び光電変換素子の実現に取り組んだ。まず、TMDC材料では世界に先駆けて大面積な熱電変換素子作製に成功した。特に、材料の二次元化に伴う物性効果を活かすことで、本材料における熱電変換性能向上の指針を実験と理論計算両面から見出した。次に、TMDC単層膜と電解質を組み合わせ、非常に簡易な構造と簡便なプロセスにより、任意の基板上に受光及び発光素子を作製する手法を考案した。本手法を様々なTMDC材料に適用し、本材料では世界で初めて大面積単層膜を用いた発光素子を実現した。さらに、駆動原理を明らかにすることで最終的には、本研究で確立した手法はTMDC材料のみならず、新奇半導体材料において普遍的に受光及び発光機能を実現可能であり、フレキシブル材料を用いた光電変換素子作製のマイルストーンを築いた。

The purpose of this study is to realize the realization of flexible logic circuits in the application of quadratic materials, to understand the complementarity between materials and surfaces, and finally to realize the printing type of the first world. This research focuses on the realization of logic circuit elements with high performance, high flexibility and high flexibility for novel secondary materials, large-area synthesis technology for single layer films, printing technology for electrolyte and element manufacturing technology. The main problem of power supply technology is that it is difficult to install power supply circuit. This year, the company has developed materials, electronic technology, power supply technology, TMDC materials, thermoelectric conversion and photoelectric conversion technology. TMDC materials are the first in the world to successfully manufacture large areas of thermoelectric elements. Special, two-dimensional material with physical properties of the active, this material with thermoelectric properties of the upward pointer to the theoretical calculation surface In addition, TMDC film and electrolyte assembly, very simple structure, simple structure, arbitrary substrate on the light receiving and emitting elements of the study This method is suitable for TMDC materials, and this material is the first in the world to be used in large-area single-layer films. The principle of photoelectric conversion is discussed in this paper, and the method of photoelectric conversion is established.

项目成果

A Versatile and Simple Approach to Generate Light Emission in Semiconductors Mediated by Electric Double Layers

• DOI: 10.1002/adma.201606918
• 发表时间: 2017-04
• 期刊: Advanced Materials
• 影响因子: 29.4
• 作者: J. Pu;T. Fujimoto;Yuki Ohasi;S. Kimura;Chang-Hsiao Chen;Lain‐Jong Li;T. Sakanoue;T. Takenobu

Photocurrent Spectroscopy in monolayer WSe2 p-n junction

单层 WSe2 p-n 结的光电流光谱

• 发表时间: 2015
• 作者: Shota Kimura;Daichi Kozawa;Taiyo Fujimoto;Yoshifumi Wada;Jiang Pu;Keiichiro Matsuki;Lain-Jong Li;Taishi Takenobu
• 通讯作者: Taishi Takenobu

Flexible and Stretchable Thin-film Transistors and Inverters

柔性可拉伸薄膜晶体管和逆变器

• 发表时间: 2015
• 作者: Jiang Pu;Kazuma Funahashi;Lain-Jong Li;and Taishi Takenobu
• 通讯作者: and Taishi Takenobu

単層WSe2膜を用いた電気二重層発光ダイオード

使用单层WSe2薄膜的双电层发光二极管

• 发表时间: 2015
• 作者: 藤本太陽;蒲江;Jing-Kai Huang;Lain-Jong Li;江田剛輝;坂上知;竹延大志
• 通讯作者: 竹延大志

大面積WSe2薄膜を用いたFlexible logic circuits

使用大面积WSe2薄膜的柔性逻辑电路

• 发表时间: 2014
• 作者: 舟橋一真;蒲江;Lain-Jong Li;岩佐義宏;竹延大志
• 通讯作者: 竹延大志