界面エンジニアリングによる単結晶酸化物ナノワイヤの電子輸送制御とナノデバイス応用

通过界面工程和纳米器件应用控制单晶氧化物纳米线的电子传输

• 批准号: 17J05117
• 负责人: 安西 宇宙
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Kyushu University
• 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: 2017-04-26 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J05117/
• 关键词: ナノワイヤ; 金属酸化物; VLS成長; 結晶成長界面; ＶＬＳ成長; 電子輸送特性; 単結晶; ナノ材料物性; 電子デバイス素子

単結晶金属酸化物ナノワイヤはイオン結合性や複数の酸化数に起因する多彩な物性を呈することから，基礎科学のみならずナノデバイスへの応用展開が注目されている．化学センサを始めとした電子デバイス素子として実用展開するにあたり，材料が有する電気伝導特性や表面科学特性を制御することは必要不可欠な要素技術である．しかし金属酸化物ナノワイヤは，結晶成長中における意図しない広義の結晶欠陥導入により，その精密な物性制御に課題がある．前年度までに，気液固(VLS)法を用いた単結晶酸化スズナノワイヤ結晶成長において，結晶成長界面制御がもたらす結晶欠陥抑制により，意図しない電気伝導特性の制御に成功している．そこで本研究では，結晶成長界面制御が酸化スズナノワイヤ表面化学特性へ及ぼす影響について研究を行った．結晶成長界面を制御した酸化スズナノワイヤに揮発性有機分子を吸着させたところ，その脱離特性が有意に異なることが判明した．透過電子顕微鏡によるナノワイヤ表面構造観察や，赤外分光分析を用いたナノワイヤ表面吸着分子の化学結合状態評価から，気固(VS)界面結晶から構成されるナノワイヤは，液固(LS)界面結晶から構成されるナノワイヤとは異なる結晶面を呈していることが判明し，この結晶面の違いが分子の吸着エネルギーへ影響を及ぼすことが示唆された．本研究結果は，VLS法を用いた酸化物ナノワイヤの物性制御を行う際における設計指針となる重要な知見である．

Single crystalline metal acidizing compounds are characterized by their combination properties, complex acidizing numbers, and colorful physical properties. Basic science and application development have attracted much attention. The chemical element has electrical conductivity and surface science properties. In the process of crystal growth, the introduction of metallic acid compounds into the crystal structure and the control of their precise physical properties are discussed. In the past year, the VLS method has been successfully used to control the crystallization and acidification of the crystal growth interface, and the control of the electrical conductivity of the crystal growth interface. In this study, the interface control of crystal growth was studied. The crystal growth interface is controlled by acidification, and the adsorption of volatile organic molecules is determined by the separation characteristics. Surface structure observation by electron microscopy, chemical binding state evaluation of adsorbed molecules on the surface by infrared spectroscopy, crystal composition of VS interface, crystal composition of LS interface, crystal plane of LS interface, crystal structure of VS interface, crystal plane of LS interface, crystal plane, crystal plane of LS interface, crystal plane, crystal The crystal plane of the molecule in the middle of the adsorption process and the influence of the crystal plane on the adsorption process. The results of this study indicate that the VLS method is useful in the design of acidified compounds and their physical properties.

项目成果

VLS法ナノワイヤ結晶成長界面設計による単結晶金属酸化物ナノ構造体の表面特性制御

通过VLS纳米线晶体生长界面设计控制单晶金属氧化物纳米结构的表面性质

• 发表时间: 2019
• 作者: R. Yan;T. Takahashi;M. Kanai;T. Hosomi;G. Zhang;K. Nagashima;and T. Yanagida;清水將博，高橋綱己，細見拓郎，張国柱，金井真樹，長島一樹，柳田剛;高橋綱己;中村健太郎，高橋綱己，金井真樹，Z. Guozhu，細見拓郎，長島一樹，柳田剛;安西宇宙，高橋綱己，細見 拓郎，金井真樹，Z. Guozhu，長島一樹，柳田剛
• 通讯作者: 安西宇宙，高橋綱己，細見 拓郎，金井真樹，Z. Guozhu，長島一樹，柳田剛

True Vapor-Liquid-Solid Process Suppresses Unintentional Carrier Doping of Single Crystalline Metal Oxide Nanowires

• DOI: 10.1021/acs.nanolett.7b01362
• 发表时间: 2017-08-01
• 期刊: NANO LETTERS
• 影响因子: 10.8
• 作者: Anzai, Hiroshi;Suzuki, Masaru;Yanagida, Takeshi
• 通讯作者: Yanagida, Takeshi

気液固法による単結晶金属酸化物ナノワイヤにおける電子輸送特性の結晶成長界面依存性

气-液-固法单晶金属氧化物纳米线中电子传输特性对晶体生长界面的依赖性

• 发表时间: 2018
• 作者: 安西 宇宙, 高橋 綱己;Guozhu Zhang, 金井 真樹;長島 一樹, 柳田 剛
• 通讯作者: 長島 一樹, 柳田 剛

TRUE VAPOR-LIQUID-SOLID PROCESS SUPRESSES UNINTENTIONAL CARRIER DOPING OF SINGLE CRYSTALLINE METAL OXIDE NANOWIRES

真正的气-液-固工艺可抑制单晶金属氧化物纳米线的无意载流子掺杂

• 发表时间: 2017
• 作者: Hiroshi Anzai;Masaru Suzuki;Kazuki Nagashima;Masaki Kanai;Zetao Zhu;Yong He;Mickael Boudot;Guozhu Zhang;Tsunaki Takahashi;Katsuichi Kanemoto;Takehito Seki;Naoya Shibata;Takeshi Yanagida
• 通讯作者: Takeshi Yanagida

単結晶金属酸化物ナノワイヤにおける結晶成長雰囲気が及ぼす電子輸送特性の結晶成長界面依存性

单晶金属氧化物纳米线中电子传输特性对受晶体生长气氛影响的晶体生长界面的依赖性

• 发表时间: 2017
• 作者: 安西 宇宙;高橋 綱己;Guozhu Zhang;金井 真樹;Yong He;長島 一樹;柳田 剛
• 通讯作者: 柳田 剛