The construction of THz detecting system using high quality 2D III-chalcogenide compounds grown by liquid phase growth

利用液相生长的高质量二维Ⅲ族硫族化合物构建太赫兹探测系统

• 批准号: 19J20564
• 负责人: 唐 超
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J20564/
• 关键词: テラヘルツ光源; 非線形光学結晶; 層状半導体; ファンデルワールス結晶; 結晶成長

近年、光波と電波の中間にある未開拓のテラヘルツ（Terahertz,THz）周波数領域は、多数の研究者に注目され、発展している。InSeはTHz波が関与する非線形光学結晶として期待されており、現在までの研究において、高品位なInSe結晶を成長できているが、問題点として、赤外からTHz領域の透過特性ならびに複屈折の光学特性についての研究がなされておらず、差周波及び和周波の位整合条件が検討できずにいることがある。本研究において、液相成長法により成長できる高品質のInSe系カルコゲナイドを用いて、THz波の発生から検出まで一貫した測定システムを開発し、様々な応用に適用する。現段階では、液相成長により欠陥や多形混在がなく、THzと近赤外の光吸収が小さいInSe系カルコゲナイドを数mmの厚さで成長させた。従来の温度差液相成長法（TDM－CVP）では、溶液の温度差による濃度勾配でセレンを過飽和させる。濃度差拡散で提供された成長駆動力が小さいため、成長速度が限られている。本段階の研究実績として、結晶成長中に連続的な降温プロセスを導入し、結晶品質を保つことと同時に、InSeの高速成長を成功させた。また、X線回折、ラマン分光測定などの評価法を用いて、結晶の構造的な特性を考察した。成長温度と印加蒸気圧の調整により、ポリタイプの選択的成長が可能ということを実証した。以上の研究成果に関して、Results in Materialsをはじめとする国際学術雑誌・国際学会に、4件の発表の実績があった。

近年来，未开发的Terahertz（THZ）频域（位于光线和无线电波之间）一直在许多研究人员的关注和关注中发展。 INSE有望成为涉及THZ波的非线性光学晶体，迄今为止的研究使高质量的INSE晶体得以生长，但问题在于，尚未对红外的传输特征进行研究，并且双重差异和匹配差异和总和频率的状态无法研究。在这项研究中，我们开发了一种一致的测量系统，从产生THZ波到使用高质量的INSE辣椒剂，可以通过液相生长生长，并应用于多种应用。在此阶段，液相生长没有缺陷或多态性混合物，以及在THZ和近红外吸收低光吸收的INSE墨西哥葡萄糖层的厚度为几毫米。在常规温度差异液相生长法（TDM-CVP）中，由于溶液的温度差，硒被浓度梯度过饱和。生长速度受到限制，因为差异浓度扩散提供的生长驱动力很小。在此阶段进行研究的结果，我们在晶体生长过程中引入了连续的温度降低过程，保持了晶体质量，同时也成功地生长了INSE。此外，使用评估方法（例如X射线衍射和拉曼光谱法）检查了晶体的结构特性。已经证明，可以通过调节生长温度和施加的蒸气压来实现多型的选择性生长。关于上述研究结果，我们在国际学术期刊和国际学术会议上进行了四次演讲，包括材料的结果。

项目成果

Low temperature liquid phase growth and terahertz optical properties of van der Waals crystal InSe

范德华晶体InSe的低温液相生长及太赫兹光学性质

• 发表时间: 2019
• 作者: Chao Tang;Kouki Ishioka;Tadao Tanabe;Yutaka Oyama;Chao Tang;Chao Tang
• 通讯作者: Chao Tang

Phase matching condition for THz wave generation via difference frequency generation using InxGa1-xSe mixed crystals

使用 InxGa1-xSe 混合晶体通过差频生成太赫兹波的相位匹配条件

• DOI: 10.1364/oe.393948
• 发表时间: 2020
• 期刊: Optics Express
• 影响因子: 3.8
• 作者: Yohei Sato;Mayu Nakajima;Chao Tang;Katsuya Watanabe;Tadao Tanabe and Yutaka Oyama
• 通讯作者: Tadao Tanabe and Yutaka Oyama

Low temperature liquid phase selective growth and stoichiometric control of indium selenide compounds

硒化铟化合物的低温液相选择性生长及化学计量控制

• 发表时间: 2021
• 作者: Chen Mingxi;Tang Chao;Tanabe Tadao;Oyama Yutaka;Chao Tang
• 通讯作者: Chao Tang

The crystal growth and optical properties of layered semiconductor InSe

层状半导体InSe的晶体生长及光学性质

• 发表时间: 2019
• 作者: Chao Tang;Kouki Ishioka;Tadao Tanabe;Yutaka Oyama;Chao Tang
• 通讯作者: Chao Tang

InxGa1-xSe mixed crystals grown from an In flux by the traveling heater method for THz wave generation

InxGa1-xSe 混合晶体通过移动加热器方法从 In 助熔剂中生长出来，用于产生太赫兹波

• DOI: 10.1088/2399-6528/ab983d
• 发表时间: 2020
• 期刊: Journal of Physics Communications
• 影响因子: 1.2
• 作者: Sato Yohei;Tang Chao;Watanabe Katsuya;Ohsaki Junya;Yamamoto Takuya;Tanabe Tadao;Oyama Yutaka
• 通讯作者: Oyama Yutaka