Elucidation and control of phonon properties in moire superlattices

莫尔超晶格中声子特性的阐明和控制

基本信息

批准号：
21H01017
负责人：
毛利真一郎
金额：
$ 11.48万
依托单位：
Ritsumeikan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、MoS2やグラフェンなどの原子層材料を2層ツイストして架橋させた、架橋モアレ超格子系を対象に、モアレ超格子の形成や周期がフォノン物性にどのような影響を与えるかを評価することが目的である。本年度は、架橋ツイスト2層グラフェンについて、金属蒸着によるラマンシフトについてを詳細に調べた。銅箔上にCVD成長したグラフェンを転写して作った架橋ツイスト2層グラフェンの場合、Ga金属の蒸着により、Gモードと2Dモードが低波数側にシフトする現象が観測される。シフトの詳細な解析から、この現象が、蒸着により引っ張り歪みが挿入されたためと考えられることがわかった。一方、最表面のグラフェンをCu(111)面上にエピタキシャル成長したグラフェンにした場合、Gモードと2Dモードが高波数側にシフトすることがあることも分かった。この試料では、積層する2つのグラフェンの種類が異なることで試料に当初から引っ張り歪みが挿入されており、それが金属蒸着により緩和されることで高波数シフトしたと考えられる。上記研究に加え、グラフェン同士やh-BNとグラフェンのツイスト2層系において、ラマン分光でフォノン物性を調べ、熱伝導測定も行った。現在、TEM測定と組み合わせることで、ツイスト角度依存性のデータをまとめている。上記研究に加え、大面積のMoS2やグラフェンの結晶成長に関する研究や分極材料によるドーピング効果でフォノン物性を含む光物性がどう変化するかの実験も行った。これらの研究も含め、14件の学会発表を行った。

在这项研究中，我们利用交联莫尔超晶格系统研究莫尔超晶格的形成和周期如何影响声子特性，其中两层原子层材料（例如MoS2和石墨烯）扭曲并交联。今年，我们详细研究了交联扭曲双层石墨烯中金属沉积引起的拉曼位移。在通过将 CVD 生长的石墨烯转移到铜箔上制成的交联扭曲双层石墨烯的情况下，观察到由于 Ga 金属沉积而导致 G 模式和 2D 模式转移到较低波数的现象。对位移的详细分析表明，这种现象被认为是由于沉积过程中插入拉伸应变造成的。另一方面，还发现当最顶部的石墨烯在Cu(111)面上外延生长时，G模式和2D模式有时会移动到较高波数侧。在该样品中，由于两种不同类型的堆叠石墨烯，拉伸应变从一开始就被插入到样品中，并且人们认为这种拉伸应变通过金属蒸发而松弛并转移到更高的波数。除了上述研究之外，我们还使用拉曼光谱研究了声子特性，并测量了石墨烯和 h-BN 和石墨烯扭曲两层系统的导热率。我们目前正在将扭转角依赖性与 TEM 测量相结合来收集数据。除了上述研究之外，我们还对MoS2和石墨烯的大面积晶体生长进行了研究，并进行了实验来研究光学特性（包括声子特性）如何因偏振材料的掺杂效应而变化。包括这些研究在内，我们做了 14 次会议演讲。

项目成果

期刊论文数量（27）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Surface Potential of MoS2 Depending on the Polarity of GaN Substrate Measured by Kelvin Probe Force Microscope

开尔文探针力显微镜测量的 MoS2 表面电位随 GaN 衬底极性的变化

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
R. Kaipeng; Y. Komichi; T. Araki;S. Mouri
通讯作者：
S. Mouri

二酸化炭素を炭素源とする窒化ガリウム上へのグラフェン成長へ向けた検討

以二氧化碳为碳源在氮化镓上生长石墨烯的研究

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
浅田智浩;植野康大;薮田翔平;荒木努;毛利真一郎
通讯作者：
毛利真一郎

CVD法によるGaN上への原子層半導体MoS２成長における基板極性の影響

衬底极性对CVD法在GaN上生长原子层半导体MoS2的影响

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
河瀬流星; 流石新生; Rong Kaipeng; 荒木努; 毛利真一郎
通讯作者：
毛利真一郎

Charge doping induced reversible multistep structural phase transitions and electromechanical actuation in two-dimensional 1T'-MoS2.

DOI：
10.1039/d0nr02049d
发表时间：
2020-06-05
期刊：
Nanoscale
影响因子：
6.7
作者：
Kaiyun Chen;Junkai Deng;Qian Shi;Xiangdong Ding;Jun Sun;Sen Yang;Jefferson Z. Liu
通讯作者：
Jefferson Z. Liu

Transmissible plasma-evolved suspended graphene near room temperature

近室温下可透射等离子体演化的悬浮石墨烯