二次元半導体膜を用いたヘテロ接合の創製と物性解明

使用二维半导体膜制作异质结并阐明物理性质

• 批准号: 16J05941
• 负责人: 小林 佑
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan 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-16J05941/
• 关键词: 遷移金属ダイカルコゲナイド; ナノリボン; 結晶成長; 層状物質; CVD; MOCVD; ヘテロ接合; 半導体; 二次元物質; ヘテロ構造; バンドダイアグラム

近年，遷移金属ダイカルコゲナイド(TMDC)を用いた面内ヘテロ接合の作製が可能になり、接合界面での新しい一次元電子系等の実現が期待されている。そのような研究に向けては、作製される試料の構造を微細に制御することが非常に重要な要素であり、解決していくべき課題である。この課題の解決に向け，我々は，原料供給の高い制御性がある有機金属原料を用いる有機金属科学気相成長（MOCVD）による合成法の開発を進めてきた。本研究では、その原料供給の制御性を活かし、TMDCナノリボンの作製法を確立し、その構造を評価、合成メカニズムを推察した。通常の合成条件である、原料比のMo:Se＝50:50では、三角形の結晶が作製されるが、100:50と相対的にMoを増やすと、リボン状の結晶が成長することが明らかになった。40 nm程度と非常に細いナノリボンも成長可能である。透過電子顕微鏡観察によると、MoSe2リボンは長軸に沿って４員環チェーンの結晶粒界が試料中心に存在し、ツイン構造であることが明らかになった。この結果から、Moを相対的に増やすと4員環の初期クラスターが形成することがリボン成長に重要であると考えられる。次に、MOCVDで一般的に促進剤として用いられるNaCl等のアルカリ金属ハライドの効果を解明した。我々は、アルカリ金属ハライド中のアルカリ金属が主に促進剤として重要な役割を果たしていることを見出した。アルカリ金属化合物を用いることで、グレインサイズや単層率が向上・核密度が低下した。さらに、走査トンネル顕微鏡観察から、不純物密度も同時に下がっていることがわかった。そして、このアルカリ金属は、350℃と非常に低温下の成長でも効果を発揮し、そのトランジスタのon/off比も、未使用の2～3から～1000と大幅に向上した。本成果は、TMDCを用いた様々なナノ構造の作製につながると期待される。

In recent years, Migrated Metallic Coatings (TMDC) have been used for in-plane bonding. It is expected that the new one-dimensional electronic system and the new one-dimensional electronic system of the joint interface will be available. The structure of the specimens and the fine structure of the specimens are produced and controlled by そのような. It is a very important element and a solution to the problem. The solution to the problem is that we are aiming to solve the problem, and we are using the organic metal raw materials with high controllability and the organic metal scientific phase growth (MOCVD) synthesis method to develop the raw materials. This study focuses on the controllability of raw material supply, the establishment of TMDC manufacturing methods, the evaluation of structure, and the investigation of synthesis. The usual synthesis conditions are the same, the raw material ratio is Mo:Se = 50:50, and the triangular crystal is produced. , 100:50 and にMoを嗗やすと, リボン-shaped の成がgrowth することが明らかになった. It is possible to grow nanometers that are very thin at 40 nm. Observation of the long axis of MoSe2 and the long axis of MoSe2 through an electron microscope There is no crystal grain boundary in the center of the sample, and there is no clear structure in the structure.このRESULTS から、Moを 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ifier It is important for the formation of the することがリボン growth and the test of the ターが. In general, the MOCVD accelerating effect is explained by the use of NaCl and other metal-based materials. I 々は, アルカカリmetal ハライド中のアルカリmetal が主にpromote cutting としてimportant なservice cut をfruit たしていることを见出した. The acrylic metal compounds are made of high-density and low-density cores.さらに, walk-through microscopic inspection, and impurity density inspection at the same time.そして、このアルカリmetalは、350℃ and very low temperature growth effectでもを発緺し、そのトランジスタのon/off ratio も、Unused の2～3から～1000と大にUPした. The results of this project are based on the original structure of TMDC, and we are looking forward to it.

项目成果

Orientation-controlled growth of hexagonal boron nitride monolayers templated from graphene edges

• DOI: 10.7567/apex.10.055102
• 发表时间: 2017-04
• 期刊: Applied Physics Express
• 影响因子: 2.3
• 作者: Eriko Maeda;Y. Miyata;H. Hibino;Y. Kobayashi;R. Kitaura;H. Shinohara

Effect of Alkali Metals on Metal-Organic Chemical Vapor Deposition of Layered Chalcogenides

碱金属对层状硫属化物金属有机化学气相沉积的影响

• 发表时间: 2018
• 作者: Yu Kobayashi;Shoji Yoshida;Toshifumi Irisawa;Naoya Okada;Kenji Watanabe;Takashi Taniguchi;Yutaka Maniwa;Osamu Takeuchi;Hidemi Shigekawa;Yasumitsu Miyata
• 通讯作者: Yasumitsu Miyata

Alkali metal-assisted growth in metal-organic chemical vapor deposition of two-dimensional layered chalcogenides

二维层状硫属化物金属有机化学气相沉积中碱金属辅助生长

• 发表时间: 2018
• 作者: Yu Kobayashi;Shoji Yoshida;Toshifumi Irisawa;Naoya Okada;Lim Hong En;Kenji Watanabe;Takashi Taniguchi;Yutaka Maniwa;Osamu Takeuchi; Hidemi Shigekawa;Yasumitsu Miyata
• 通讯作者: Yasumitsu Miyata

Scanning tunneling microscopy/spectroscopy on MoS2 embedded nanowire formed in CVD-grown Mo1_xWxS2 alloy

对 CVD 生长的 Mo1_xWxS2 合金中形成的 MoS2 嵌入纳米线进行扫描隧道显微镜/光谱分析

• DOI: 10.7567/jjap.56.08lb06
• 发表时间: 2017
• 期刊: Jpn. J. Appl. Phys.
• 作者: H. Mogi;Y. Kobayashi;A. Taninaka;R. Sakurada;T. Takeuchi;S. Yoshida1;O. Takeuchi;Y. Miyata;H. Shigekawa
• 通讯作者: H. Shigekawa

ハライドアシストMOCVDによるTMDC成長と評価

卤化物辅助 MOCVD 的 TMDC 生长和评估

• 发表时间: 2017
• 作者: Yu Kobayashi;Shoji Yoshida;Mina Maruyama;Kota Murase;Susumu Okada; Yutaka Maniwa;Hidemi Shigekawa;Yasumitsu Miyata;小林 佑，吉田 昭二，岡田 直也，入沢 寿史，真庭 豊，重川 秀実，宮田 耕充
• 通讯作者: 小林 佑，吉田 昭二，岡田 直也，入沢 寿史，真庭 豊，重川 秀実，宮田 耕充