層状半導体二次元結晶を用いたスピントロニクスと情報処理

使用层状半导体二维晶体的自旋电子学和信息处理

• 批准号: 16J05099
• 负责人: 張 奕勁
• 金额: $ 7.49万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J05099/
• 关键词: 遷移金属カルコゲナイド; 二次元物質; ナノチューブ; バルク光起電力; 太陽電池; p-n接合; LED; 二次元結晶; スピントロニクス; 量子干渉効果; 装置設計

今年度は、マックスプランク研究所での装置立ち上げが遅延していた昨年度に開始した遷移金属カルコゲナイド(TMD)ナノチューブの研究を継続し、主にバルクフォトボルタイック効果(bulk photovoltaic effect, BPVE)に着目した。TMDは二次元の層状物質であり、TMDナノチューブはそれを丸めたチューブ構造をしている。BPVEは接合や界面を用いない光起電力効果で、一般的なp-n接合における光起電力効果とは全く異なるメカニズムによって発生する。そのため、BPVEは従来の太陽電池の変換効率の理論限界である30%を超える可能性を有する効果である。今回我々はTMDナノチューブを用いて作製したナノデバイスでBPVEを観測した。ナノデバイスにおける当現象の報告はこれが初めてである。我々の用いた初歩的な構造のデバイスで外部量子効率1.3%を記録し、これは既知の他のバルク物質よりも数桁以上大きい値である。今後、次世代の太陽電池材料の候補としてナノ物質に注目が集まると思われる。また、二次元のままのTMDではこの現象は無視できる程に小さいことも確認し、結晶の対称性を低くすることが変換効率の上昇に重要な役割を担っていることが分かった。これらの成果は英国科学誌「Nature」から出版される。また、本年度中には三つの招待講演を含む五つの学会で発表を行った。加えて、国内外の計6つの大学・研究機関でセミナーを行い、これまでの研究成果を発表した。

Our は, マ ッ ク ス プ ラ ン ク institute で の device set ち げ が 遅 delay し て い た yesterday the に began し た migration metal カ ル コ ゲ ナ イ ド (TMD) ナ ノ チ ュ ー ブ の research を 継 続 し, main に バ ル ク フ ォ ト ボ ル タ イ ッ ク unseen fruit (bulk photovoltaic effect, BPVE)に make an eye to た. TMD は secondary yuan の layered material で あ り, TMD ナ ノ チ ュ ー ブ は そ れ を pill め た チ ュ ー ブ tectonic を し て い る. BPVE は joint interface を with や い な い light up power working fruit で, general な p-n junction に お け る light up power working fruit と は く all different な る メ カ ニ ズ ム に よ っ て 発 raw す る. そ の た め, BPVE は 従 to の solar cell の - in sharper rate の theory limit で あ る 30% を super え を る possibility has す る unseen fruit で あ る. This time I used 々 々 TMDナノチュ ブを ブを ブを to make <s:1> たナノデバ スで スでBPVEを観 to measure た. Youdaoplaceholder0 スにおける スにおける when a phenomenon <s:1> reports スにおける れが れが れが initial めてである. I 々 の with い た early step な structure の デ バ イ ス で external quantum sharper rate 1.3% を record し, こ れ は is の he の バ ル ク material よ り も girder above large き い numerical で あ る. In the future, the next-generation <s:1> solar cell materials <e:1> candidate と てナノ てナノ substances に focus on が aggregation まると ideas われる. ま た, secondary yuan の ま ま の TMD で は こ の phenomenon は ignore で き る cheng に small さ い こ と も confirm し, crystallization の said sex low を く seaborne す る こ と が - in sharper rate rising の に cut を bear important な service っ て い る こ と が points か っ た. The results of れら れら were published in the British science journal "Nature" ら ら される. Youdaoplaceholder0, in this year, に に, three に, <s:1>, hosted lectures を, including む, five む, the society で, made reports を, and った. In addition to えて, there are a total of 6 <s:1> universities and research institutions at home and abroad related to でセ, ナ, ナ, を, を research achievements, を and た.

项目成果

Optoelectronic functionalities in non-centrosymmetric low-dimensional materials

非中心对称低维材料的光电功能

• 发表时间: 2018
• 作者: Yijin Zhang;Yoshihiro Iwasa;Yijin Zhang;Yijin Zhang
• 通讯作者: Yijin Zhang

Optoelectronic properties of tungsten disulfide nanotube p-n junctions

二硫化钨纳米管p-n结的光电特性

• 发表时间: 2018
• 作者: Yijin Zhang;Masaru Onga;Feng Qin;Wu Shi;Alla Zak;Reshef Tenne;Jurgen Smet;Yoshihiro Iwasa
• 通讯作者: Yoshihiro Iwasa

Exciton Hall effect in monolayer MoS2

• DOI: 10.1038/nmat4996
• 发表时间: 2017-12-01
• 期刊: NATURE MATERIALS
• 影响因子: 41.2
• 作者: Onga, Masaru;Zhang, Yijin;Iwasa, Yoshihiro
• 通讯作者: Iwasa, Yoshihiro

Optoelectronic Functionalities of Transition-Metal Dichalcogenide Nanostructures

过渡金属二硫属化物纳米结构的光电功能

• 发表时间: 2018
• 作者: Yijin Zhang;Yoshihiro Iwasa;Yijin Zhang
• 通讯作者: Yijin Zhang

Effects of crystal symmetry on optical responses in transition metal dichalcogenide nanostructures

晶体对称性对过渡金属二硫属化物纳米结构光学响应的​​影响

• 发表时间: 2018
• 作者: Yijin Zhang;Yoshihiro Iwasa
• 通讯作者: Yoshihiro Iwasa