原子層半導体モアレヘテロ接合を用いた高性能・高機能偏光発光素子

使用原子层半导体莫尔异质结的高性能、高功能偏振发光器件

• 批准号: 22KJ1555
• 负责人: 欧 昊
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1555/
• 关键词: 原子層半導体; モアレヘテロ接合; ストレインエンジニアリング; 発光物性

本研究の目的は、原子層材料のモアレヘテロ接合にストレインエンジニアリングと発光素子を活用して、優れた発光効率と高い偏光度を両立した偏光発光素子の実現である。研究路線について、最初の一歩はモアレヘテロ接合に於けるモアレパタンの観測である。研究者は圧電原子間力顕微鏡（PFM）に着目し、この技術を用いてモアレパタンを解析する。PFMの特性により、簡単、直接にモアレパタンを観測できる。しかし、本研究室が保有していたヘテロ接合の作製方法によって作った試料の表面粗さは多すぎるため、PFMでのモアレパタンの観測は難しい。これに対して、研究者はヘテロ作製方法を改進し、極平坦かつ高質量な試料作製プロトコルを開発した。結果として、研究者は成功にPFMでツイストホモ二重層WSe2及びヘテロ二重層WS2/MoS2のモアレパタンを観測した。次の一歩はモアレパタンの歪み変調である。本研究室の先行研究により、原子層材料を高分子基板へ転写し基板の曲がりによって試料に歪みを導入させる方針を確立した。しかし、ヘテロ試料と基板の接触力は弱いため、試料のクォリティもコントロールできない。PFM解析もなかなか難しい。これに対して、研究者は基板表面に金を蒸着して、試料との接触を改善した。次、研究者は基板にヘテロを転写し、基板を曲げて歪みを印加した。加えて、曲げた基板の曲率によって歪み変調も可能である。世界初めてモアレパタンの連続変調を実現した。モアレパタンの観測とともに、研究者は本研究室が保有している電解質発光素子構造を活用し、ヘテロ発光素子を作製した。本研究はこの素子構造の汎用性を実証し、今後のより深い研究に良い基礎を構築した。

The purpose of this study is to improve the optical efficiency and polarization of atomic layer materials and to realize the realization of polarized light emitters. The initial steps of the study route are to change the course of the study and to change the course of study. The researchers aimed to analyze the effects of electro-atomic force microscopy (PFM) on the technology. PFM's characteristics are simple, simple, and direct. This paper presents a new method for the preparation of surface roughness and PFM bonding. In response, researchers have been working to improve the preparation method and develop a very flat, high-quality sample preparation method. The results showed that the PFM was successfully tested for WSe2 and WS2/MoS2. The next step is to change the color of the film. In this laboratory, we established a policy for the introduction of sample materials into polymer substrates. The contact force between the sample and the substrate is weak. PFM analysis is difficult. The researchers were able to improve the contact between the substrate and the sample by evaporating the gold on the substrate. The second time, the researcher wrote a letter. The curvature of the base plate is increased and the adjustment of the base plate is possible. The world is beginning to change. The researchers are interested in using the electrolyte emitter structure and controlling the emitter in this laboratory. This study aims to prove the universality of the element structure and establish a good foundation for further research.

项目成果

Color-tunable light-emitting devices based on compositionally graded monolayer transition metal dichalcogenide alloys

基于成分梯度单层过渡金属二硫属化物合金的颜色可调发光器件

• 发表时间: 2022
• 作者: Hao Ou;Jiang Pu;Tomoyuki Yamada;Naoki Wada;Hibiki Naito;Zheng Liu;Yasumitsu Miyata;Taishi Takenobu
• 通讯作者: Taishi Takenobu

Strain modulation of Moire pattern in 2D material heterobilayers

二维材料异双层中莫尔图案的应变调制

• 发表时间: 2023
• 作者: Hao Ou;Jiang Pu;Takahiko Endo;Yasumitsu Miyata;Taishi Takenobu
• 通讯作者: Taishi Takenobu

Continuous Color‐Tunable Light‐Emitting Devices Based on Compositionally Graded Monolayer Transition Metal Dichalcogenide Alloys

基于成分梯度单层过渡金属二硫属化物合金的连续颜色可调发光器件

• DOI: 10.1002/adma.202203250
• 发表时间: 2022
• 期刊: Advanced Materials
• 影响因子: 29.4
• 作者: Pu Jiang;Ou Hao;Yamada Tomoyuki;Wada Naoki;Naito Hibiki;Ogura Hiroto;Endo Takahiko;Liu Zheng;Irisawa Toshifumi;Yanagi Kazuhiro;Nakanishi Yusuke;Gao Yanlin;Maruyama Mina;Okada Susumu;Shinokita Keisuke;Matsuda Kazunari;Miyata Yasumitsu;Takenobu Taishi
• 通讯作者: Takenobu Taishi

Electric-field-induced metal-insulator transition and quantum transport in large-area polycrystalline MoS2 monolayers

• DOI: 10.1103/physrevmaterials.6.064005
• 发表时间: 2022-06
• 期刊: Physical Review Materials
• 影响因子: 3.4
• 作者: Hao Ou;Tomoyuki Yamada;M. Mitamura;Y. Edagawa;T. Matsuda;K. Yanagi;Chang-Hsiao Chen;Lain‐Jong Li;T. Takenobu;J. Pu