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二次元原子層膜を使った超高感度光センサーの開発

利用二维原子层薄膜开发超灵敏光学传感器

基本信息

批准号：
17F17360
负责人：
若山裕
金额：
$ 1.41万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-11-10 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

二次元層状物質のひとつ二硫化レニウム(ReS2)を中心材料にした光機能性薄膜トランジスタの開拓に取り組んだ。まず、原子層数の異なる二枚のReS2薄膜を並列に接合して、これを光トランジスタのチャネル層として用いた。その結果、高い量子収率と高速応答の両方を兼ね備えた高機能性光トランジスタの動作を実現できた。これは二枚のReS2薄膜の接合界面で余剰電荷がトラップされることにより、光励起された電荷の再結合を抑制しているためであることを明らかにした。次に3種類の二次元層状物質(グラフェン・六方晶窒化ホウ素・ReS2)を積層したフローティングゲート型メモリ素子において、光照射とゲート電圧を適宜制御することにより、電荷をフローティングメモリに蓄積した光メモリ機能の動作に成功した。ここではグラフェンがフローティングゲート、六方晶窒化ホウ素がゲート絶縁膜、ReS2薄膜がトランジスタチャネルとして機能する。この素子の特長は光照射をパルスレーザー光とすることにより、蓄積する電荷の量を再現性よく制御できることにある。特に蓄積量を多段階に制御した多値メモリを実現できた。以上、光トランジスタと光メモリの二つの光機能性薄膜トランジスタは、いずれも半導体であるReS2薄膜をチャネルとして用いている。このReS2は原子層数に関係なく直接遷移型の半導体として機能するといった特長を持つ。通常の遷移金属カルコゲナイドは単層では直接遷移型だが、多層にすると間接遷移型半導体になってしまう。しかしReS2は複数層でも直接遷移型半導体であるため、上記のような光機能性を発現することができた。このようにして新しい光応答性の機能性トランジスタの開拓に成功した。

The optical functional thin film of the center material of the two-dimensional compound, the disulfide matrix (ReS2), is characterized by the analysis of the optical structure. The number of atoms, the number of atoms, the number of two ReS2 films and the list of bonding devices, light emitting devices, optical devices, and so on. The result of the experiment, the high quantum rate, the high-speed response and the equipment of the high-performance optical communication system can improve the performance of the system. The bonding interface of two thin films of ReS2 is sensitive to the residual charge, light excitation, and then combined with the suppression of the temperature field. In the second half of the year, it is advisable to make use of secondary secondary materials such as hexagonal crystal asphyxiation hormone (ReS2), light irradiation, thermal energy, temperature, temperature In order to improve the performance of the film, the hexagonal crystal asphyxiation film, the ReS2 film, the mechanical properties of the film, the temperature, the temperature, the temperature and the temperature of the film. The laser beam is used to illuminate the thermal energy, store the electric charge, and then control the temperature and temperature. Special efforts should be made to improve the performance of the multi-stage system. In the above, the optical properties of the optical functional thin films, such as the half-body, the ReS2 thin films, the optical thin films, the thin films. The number of atoms in the ReS2 system can be used to transfer directly to the semi-rigid body. In general, metal transfer equipment is used for direct transfer, and multi-metal transfer is used for inter-transfer of semiconductors. The ReS2 copy will directly transfer the semicircular system, and the optical function will enable you to realize the transmission and transmission of the semiconductors. This is due to the success of the opening of the new optical response mechanism.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Enhanced Quantum Efficiency in Mixed-thickness ReS2/p-Si Schottky Photodiode

混合厚度 ReS2/p-Si 肖特基光电二极管的量子效率增强

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
MUKHERJEE Bablu;Bin ZULKEFLI Mohd Amir;HAYAKAWA Ryoma;WATANABE Kenji;TANIGUCHI Takashi;WAKAYAMA Yutaka;NAKAHARAI Shu
通讯作者：
NAKAHARAI Shu

2D Materials and van-der-Waals Heterostructure based Optoelectronic Devices

二维材料和基于范德华异质结构的光电器件

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
MUKHERJEE Bablu;Bin ZULKEFLI Mohd Amir;HAYAKAWA Ryoma;WATANABE Kenji;TANIGUCHI Takashi;WAKAYAMA Yutaka;NAKAHARAI Shu
通讯作者：
NAKAHARAI Shu

2D van-der-Waals Multilayer-ReS2/h-BN/Graphene Heterostructures Based Non-Volatile Memory Device for IoT Era

物联网时代基于二维范德华多层ReS2/h-BN/石墨烯异质结构的非易失性存储器件

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
MUKHERJEE Bablu;Bin ZULKEFLI Mohd Amir;HAYAKAWA Ryoma;WATANABE Kenji;TANIGUCHI Takashi;WAKAYAMA Yutaka;NAKAHARAI Shu
通讯作者：
NAKAHARAI Shu

Few-Layer ReS2 based Vertical p-n van der Waals Junction for Photosensing

用于光传感的基于 ReS2 的几层垂直 p-n 范德华结