原子層積層ヘテロ構造作製技術の確立と狭帯域波長可変ＬＥＤの実現

原子层堆叠异质结构制备技术的建立及窄带波长可调LED的实现

基本信息

批准号：
19J15359
负责人：
堀田貴都
金额：
$ 1.47万
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：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度では、昨年度に引き続き1. hBN保護MoSe2における励起子拡散の観測、2. hBN保護原子層物質の高品質試料作製法の開発に関する研究、および3. 単一カーボンナノチューブ（CNT）をゲート電極に用いたMoSe2中荷電励起子の1次元閉じ込めの実現に関する研究に従事した。昨年度で得た１および２に関する結果は、Physical Review B (102, 115424 (2020).)、およびACS Nano (15, 1, 1370-1377 (2021).)へ投稿しアクセプト済みである。3では、1および2で確立した高品質試料作製方法および光学測定技術を用いることで、単一のCNTをゲート電極として用いたhBN保護MoSe2デバイスを作製し、一次元状に閉じ込められた荷電励起子の観測を目指した。本報告では3の詳細について記載する。まず化学気相成長法により作製された単一CNTをhBN保護MoSe2に組み込んだものを用意し、電子線リソグラフィーおよび金属蒸着により電気的なコンタクト用の電極を作製することで、1次元状にゲート電圧が印加可能な孤立CNT-hBN保護MoSe2からなる1D2Dハイブリット積層構造を作製した。荷電励起子の測定には、当研究室で組み上げた顕微分光装置を用いて、極低温（10 K）における荷電励起子発光のみを取り出したPL像を測定した。CNTゲート電圧を2 Vに印加したところ、印加なしの際には確認できなかった幅約1um程度の線状のコントラストが出現した。この発光像の強度分布を、電磁気学モデルから導出した電場の広がり（30 nm）および発光像の回折限界による広がり（230 nm）を考慮しフィッティングしたところ、実験で得られた発光分布をよく再現できた。この結果は、1次元状への荷電励起子の閉じ込めに成功したことを示している。

继去年之后，今年我们将重点关注1.六方氮化硼保护的MoSe2中激子扩散的观察，2.六方氮化硼保护的原子层材料高质量样品制备方法的开发研究，以及3.利用以单根碳纳米管（CNT）作为栅电极，从事MoSe2中带电激子一维约束的研究。去年获得的1和2的结果已提交并被Physical Review B (102, 115424 (2020).)和ACS Nano (15, 1, 1370-1377 (2021).)接受。 3、利用1和2中建立的高质量样品制备方法和光学测量技术，我们制备了使用单个CNT作为栅电极的hBN保护的MoSe2器件，并制备了一维约束电荷激发。目的是观察儿童。本报告详细描述了 3.首先，将通过化学气相沉积制造的单个CNT纳入hBN保护的MoSe2中，并使用电子束光刻和金属气相沉积制造用于电接触的电极，以创建由隔离组成的一维栅极的1D2D混合堆叠结构。制备了可以施加电压的CNT-hBN保护的MoSe2。为了测量带电激子，我们使用实验室内置的显微光谱设备来测量 PL 图像，该图像仅提取极低温度 (10 K) 下的带电激子发射。当施加2V的CNT栅极电压时，出现宽度约为1μm的线性对比度，而在不施加电压时不可见。通过考虑从电磁模型导出的电场的扩展（30 nm）和由于发射图像的衍射极限（230 nm）引起的扩展来拟合该发射图像的强度分布，并获得发射分布在实验中我能够很好地做到这一点。这一结果表明我们成功地将带电激子限制在一维。

项目成果

期刊论文数量（14）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Flattening of 2D materials encapsulated by hBN flakes

六方氮化硼薄片封装的二维材料的扁平化

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takato Hotta; Akihiro Ueda; Shohei; Higuchi; Keiji Ueno; Kenji Watanabe; Takashi Taniguchi; Ryo Kitaura
通讯作者：
Ryo Kitaura

Exciton diffusion in hBN -encapsulated monolayer MoSe2

DOI：
10.1103/physrevb.102.115424
发表时间：
2020-09-21
期刊：
Physical Review B
影响因子：
3.7
作者：
T. Hotta;Shohei Higuchi;A. Ueda;K. Shinokita;Y. Miyauchi;K. Matsuda;K. Ueno;T. Taniguchi;Kenji Watanabe;R. Kitaura
通讯作者：
R. Kitaura

Fabrication and evaluation of hBN-encapsulated Monolayer MoSe2 with CNT local gates

具有 CNT 局栅的六方氮化硼封装的单层 MoSe2 的制备和评估

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takato Hotta; Haruna Nakajima; Taiki Inoue; Shohei Chiashi; Keiji Ueno; Kenji Watanabe; Takashi Taniguchi; Shigeo Maruyama; Ryo Kitaura
通讯作者：
Ryo Kitaura

Exciton diffusion in hBN-encapsulated monolayer MoSe2

六方氮化硼封装的单层 MoSe2 中的激子扩散

DOI：
10.1103/physrevb.102.115424
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
3.7
作者：
Hotta Takato;Higuchi Shohei;Ueda Akihiro;Shinokita Keisuke;Miyauchi Yuhei;Matsuda Kazunari;Ueno Keiji;Taniguchi Takashi;Watanabe Kenji;Kitaura Ryo
通讯作者：
Kitaura Ryo

原子層積層構造の平坦化法の検討

原子层堆叠结构平坦化方法研究