原子層折り紙を利用したハーフナノチューブの作製と機能開拓

点击翻译按钮获取中文摘要

遷移金属ダイカルコゲナイド(TMD)を円筒状に丸めたナノチューブは、その曲率や巻き方(カイラリティ)に由来した巨大バルク光起電力効果や非相反輸送現象などの観測によりおおきな注目を集めている。また、ごく最近、TMDのカルコゲン原子対の組成が非対称なヤヌスTMDの合成が報告され、結晶内に内部電場を持つ系として大きな注目を集めている。本研究では、新たな円筒状TMDナノ構造の実現のため、ヤヌス遷移金属カルコゲナイド(ヤヌスTMD)をトップダウンで丸めることで円筒状の多層スクロールの作製を行ってきた。今年度は以下の２点が主要な成果となる。（1）Mo,S,SeからなるヤヌスMoSSeにクロロホルムを溶媒としたアクリル樹脂を滴下することにより、ヤヌススクロールの作製に成功した。作製した試料は透過電子顕微鏡観察とEELS元素分析により、結晶構造を解析した。スクロールはファンデルワールス力により積層しており、Se原子面を外側にしたヤヌス構造を形成していることを確認した。（2）ケルビンプローブフォース顕微鏡(KPFM)を利用してヤヌスMoSSeの仕事関数を測定した。ヤヌスMoSSeは単層のS原子面とスクロールのSe原子面で仕事関数の値が大きく変化しており、第一原理計算との比較よりヤヌスMoSSeに内在する電場が作るポテンシャルの差であることが分かった。今後は今年度作製に成功したヤヌススクロールの利用により、曲率やカイラリティに由来した物性研究への展開が期待される。