国立大学法人 岡山大学

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原子層半導体の一次元構造化に成功~次世代ナノスケール光電子デバイスへの応用に期待~

2023年05月12日

◆発表のポイント

  • 研究グループ独自のユニークな手法により、半導体材料の遷移金属ダイカルコゲナイド(TMDC)のナノリボンと呼ばれる一次元構造の合成に成功しました。
  • 酸化タングステンナノワイヤを成長し、その表面にTMDCを成長することで単層TMDCナノリボンの合成に成功しました。
  • この手法の開発により、次世代のナノスケール光電子デバイスやIoE(Internet of Everything)の発展に大きく寄与します。

 岸淵美咲(研究当時 岡山大学大学院自然科学研究科博士前期課程2年、現ローム株式会社)と学術研究院環境生命自然科学学域の鈴木弘朗助教、鶴田健二教授、林靖彦教授、三澤賢明(研究当時 岡山大学学術研究院自然科学学域 助教、現福岡工業大学 助教)の研究グループは東京都立大学大学院理学研究科物理学専攻の宮田耕充准教授、産業技術総合研究所の劉崢上級主任研究員らと共同で、酸化タングステンナノワイヤの成長を介した新しい化学気相成長法により、原子レベルに薄い半導体材料(遷移金属ダイカルコゲナイド、TMDC:Transition Metal Dichalcogenide)の“ナノリボン”と呼ばれる一次元構造の合成に成功しました。
 今回の研究成果は、2023年5月1日に米国化学会(American Chemical Society)発行の学術雑誌「ACS Nano」に掲載されます。
 TMDCは原子3つ分の厚みの半導体特性をもつ原子層物質で、機械的柔軟性に加え、優れた電気・光学特性を持つことから、次世代のフレキシブル光電子デバイスへの応用が期待されています。このような原子層物質をナノリボンと呼ばれる一次元構造にすることで、新しい特性の発現が期待されます。今回の研究では単層のTMDCナノリボンを合成するユニークな手法を提案しました。TMDCナノリボンは、今後次世代ナノスケール光電子デバイスやIoE(Internet of Everything)の発展に大きく寄与します。

◆研究者からひとこと

上手くいかないこともありましたが、たくさんの人に協力していただき、頑張ることができました。この研究が発表できて大変嬉しいです!(岸淵)

着任当初から取り組んできた研究がようやく論文になりとても嬉しいです。一生懸命実験してくれた学生の皆さんに感謝したいです。(鈴木)

鈴木助教

■論文情報
論 文 名:Self-limiting Growth of Monolayer Tungsten Disulfide Nanoribbons on Tungsten Oxide Nanowires
掲 載 紙:ACS Nano
著  者:Hiroo Suzuki, Misaki Kishibuchi, Masaaki Misawa, Kazuma Shimogami, Soya Ochiai, Takahiro Kokura, Yijun Liu, Ryoki Hashimoto, Zheng Liu, Kenji Tsuruta, Yasumitsu Miyata and Yasuhiko Hayashi
D O I: https://doi.org/10.1021/acsnano.3c01608
U R L: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c01608

■研究資金
 本研究は、JSPS科研費の若手研究(21K14497、20K14378)、学術変革領域研究(21H05232、21H05234)、基盤研究A(22H00283)、JST創発的研究支援事業(PMJFR213X),2020年度住友基礎科学研究助成、2021年度笹川科学研究助成、2020年度矢崎科学技術振興記念財団,2022年度池谷科学技術振興財団研究助成の支援を受けて実施しました。

<詳しい研究内容について>
原子層半導体の一次元構造化に成功~次世代ナノスケール光電子デバイスへの応用に期待~


<お問い合わせ>
岡山大学学術研究院 環境生命自然科学学域
助教 鈴木 弘朗
(電話番号)086-251-8133
(FAX)086-251-8133

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