ナノ構造光デバイスの創製

纳米结构光学器件的创建

基本信息

批准号：
19F19039
负责人：
西井準治
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Hokkaido 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

本研究ではグラフェンをベースにした種々の革新的デバイスの開発を進めてきた。グラフェンを用いたショットキーダイオード、およびGe/グラフェン/メタルのサンドイッチ構造を有する機能性デバイスについての研究に取り組み、さらには、イオン液体を用いた電界効果型ダイヤモンドアンビルセルをグラフェンに適用し、キャリア注入による電子物性制御を試みた。Ge/グラフェン/メタルのサンドイッチデバイスについては、接合部分がグラフェンに与える物理的ダメージが大きく、この問題を解決するためには、新たな技術の確立が必要である。また、電界効果型ダイヤモンドアンビルセルは、圧力の印加に伴い、端子の接続状態を良好に保つことが難しく、研究が難航している状況である。そこで、グラフェンと同様の二次元層状物質である遷移金属ダイカルコゲナイドに着目し、インターカレーションを用いたケミカルなキャリア注入により、電子物性を制御することを試みた。ゲストイオンとしては、導入後も常温常圧で安定なAgイオンを採用した。電気化学的にAgイオンを導入することで、40年前にその構造のみが予測されていたが、これまで合成が困難であったステージ3と言われる結晶構造を有したAgxTaS2の合成に成功した。この物質は低温で超伝導転移することが知られているが、ステージ3構造の発現に伴い超伝導転移温度が向上することを明らかにした。この研究によって得られた成果は、国際誌2D Materialsに掲載された。さらに、このようなイオンの拡散制御に伴う物質合成に関する成果を、第81回応用物理学会秋季学術講演会、2020年秋期日本金属学会第167回講演大会、日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会にて報告した。

在这项研究中，我们开发了各种基于石墨烯的创新器件。我们正在研究使用石墨烯的肖特基二极管和具有Ge/石墨烯/金属三明治结构的功能器件。此外，我们正在将使用离子液体的场效应金刚石砧电池应用于石墨烯以实现载流子注入控制。物理性质由对于Ge/石墨烯/金属夹层器件，键合部分对石墨烯造成显着的物理损伤，为了解决这个问题，需要建立一种新技术。此外，场效应金刚石砧座的研究受到阻碍，因为在施加压力时很难保持良好的端子连接。因此，我们将重点放在过渡金属二硫属化物（类似于石墨烯的二维层状材料）上，并尝试通过插层化学载流子注入来控制其电子特性。作为客体离子，我们使用银离子，即使在引入后，银离子在室温和压力下也保持稳定。通过电化学引入Ag离子，我们成功合成了具有3级晶体结构的AgxTaS2，其结构在40年前就已被预测，但迄今为止一直难以合成。众所周知，这种材料会在低温下经历超导转变，但我们发现超导转变温度随着第三阶段结构的发展而升高。该研究成果发表在国际期刊《2D Materials》上。此外，我们还将在日本应用物理学会第81届秋季学术会议、日本金属学会2020年第167届秋季会议以及日本陶瓷协会东北北海道分会研究会上发表有关通过离子扩散控制进行材料合成的研究成果报道。

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Discovery of AgxTaS2 superconductor with stage-3 structure

三级结构AgxTaS2超导体的发现

DOI：
10.1088/2053-1583/abbac1
发表时间：
2020
期刊：
2D Materials
影响因子：
5.5
作者：
Z. Khurelbaatar;M. Fujioka;T. Shibuya;S. Demura;S. Adachi;Y. Takano;M. Jeem;M. Ono;H. Kaiju and J. Nishii
通讯作者：
H. Kaiju and J. Nishii

高圧固体電気化学法の開発

高压固态电化学方法的发展

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
藤岡正弥;岩﨑秀;フレルバータルザガルツェム;小峰啓史;森戸春彦;メルバートジェーム;小野円佳;西井準治
通讯作者：
西井準治

Fermi Level Depinning in Metal/Germanium Junctions by Insertion of Graphene Layers

通过插入石墨烯层在金属/锗结中实现费米能级脱钉

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
佐藤賢斗;岩﨑秀;フレルバータルザガルツェム;メルバートジェーム;小野円佳;藤岡正弥;西井準治;Z. Khurelbaataar,S. Tsagaanchuluun,M. Fujioka,J. Nishii
通讯作者：
Z. Khurelbaataar,S. Tsagaanchuluun,M. Fujioka,J. Nishii

Controlling of Electrical Characteristics of Schottky Diode by Graphene Interlayer

石墨烯中间层控制肖特基二极管的电特性

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
佐藤賢斗;岩﨑秀;フレルバータルザガルツェム;メルバートジェーム;小野円佳;藤岡正弥;西井準治;Z. Khurelbaataar,S. Tsagaanchuluun,M. Fujioka,J. Nishii;Z. Khurelbaataar,S. Tsagaanchuluun,M. Fujioka,M. Jeem,M. Ono,J. Nishii
通讯作者：
Z. Khurelbaataar,S. Tsagaanchuluun,M. Fujioka,M. Jeem,M. Ono,J. Nishii

イオンの拡散制御による新規物質開発

通过控制离子扩散开发新材料