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研究内容

遷移金属カルコゲナイド

層状物質である遷移金属カルコゲナイド(TMDC)はグラファイトと同様に究極の2次元材料として注目されています。 とりわけ、TMDCは遷移金属とカルコゲン原子の組み合わせにより金属、半導体、超伝導と幅広い物性を示すことからデバイスへの応用研究が盛んに行われています。我々は独自に開発したCVD装置を用いて、MoS2膜とNbS2膜の作製に取り組んできました(左図)。高品質な単層MoS2を作製することが可能で、NbS2は電荷密度波を示すことを確認しました。さらに偶然発見したMoS2ナノチューブを、現在ではFeOナノ粒子を触媒に用いて制御よく合成できるようにもなっています(右図)。

最近の関連論文

Synthesis of Mo1-xNbxS2 thin films by separate-flow chemical vapor deposition with chloride sources
Thin Solid Films 649, 1671-176(2018).

Switching of the products by size and shape of catalytic nanoparticles during CVD growth of MoS2 nanotubes
CrystEngComm 19, 3915 (2017) Selected as backside Cover

Chemical Vapor Dposition of NbS2 from a Chloride Source with H2 Flow: Orientation Contraol of Ultrathin Crystals Directly Grown on SiO2/Si Substrate and Charge Wave Transition
Crystal Growth & Design 16, 4467–4472(2016); doi:10.1021/acs.cgd.6b00601.

ナノカーボン・ナノダイヤモンド

炭素の固体化学には高エネルギー・高温を要するため、未開拓の広大な領域が残されています。我々は、プラズマ(マイクロ波、RF)、アルカリ金属、電気化学、新しい触媒などを用いた特殊な反応制御を用いて様々な炭素固体の開発に取り組んでいます。さらに2017年夏頃から高圧装置を用いた新規炭素材料の探索も開始しました。

最近の関連論文

N2 plasma etching processes of microscopic single crystals of cubic boron nitride
Jpn. J. Appl. Phys. 56, 06HF01 (2017).

Formation of bismuth-core-carbon-shell nanoparticles by bismuth immersion during plasma CVD synthesis of thin diamond films
Diamond and Related Materials 69, 127–132 (2016); doi:10.1016/j.diamond.2016.07.015

Carbon-Doped Hexagonal Boron Nitride: Analysis as π-Conjugate Molecules Embedded in Two Dimensional Insulator
C: Journal of Carbon Research 2, 2(2016).

Diamond-like carbon doped with highly π -conjugate molecules by plasma-assisted CVD
Jpn. J. Appl. Phys. 53, 010203 (2014). (Selected Topics in Applied Physics)

有機半導体

有機半導体は、分子=完全に構造の定義されたナノ単位によってできた固体であり、有機物の柔らかさが物性に反映する、他に例を見ない物質系であることが明らかになってきています。我々は、結晶成長の精密制御、電子分光、計算化学、輸送物性測定等を通じて有機半導体の最高性能を追求するとともに、新しい現象を探索しています。最近では難溶性のπ共役分子の新規単結晶育成法[ナフタレンフラックス法]を開発し、BBQPPと呼ばれる分子の単結晶育成に世界で初めて成功しました。

最近の関連論文

Single crystal growth, structural analysis and electronic band structure of a nitrogen-containing polyacene BBQPP
Jpn. J. Appl. Phys., 58, SBBG13 (2019).

Semi-transparent conductive carbon films synthesized by sintering spin-coated sp3-based network polymer
Jpn. J. Appl. Phys., 57, 04FL11 (2018).

Pinpoint-fluorinated polycyclic aromatic hydrocarbons (F-PAHs): Syntheses of difluorinated subfamily and their properties
J. Fluorine Chem. 217, 173-184 (2017).

Fabrication and characterization of photo-responsive organic p-type/n-type/piezoelectric tricolor superlattices
Appl.Phys.Lett.103,133305(2013).

ナノワイヤ

無機ナノ材料に精密な電子回路を載せる-これが我々の目標です。センサー、マイクロマシンなどの分野に大きな進歩がもたらされるでしょう。結晶成長技術を駆使してこの目標に取り組んでいます。太陽電池やナノコンポジット磁石、プラズモニクス応用も視野に入れています。最近はCVD法によりアスペクト比の大きな単結晶Feナノワイヤを作製しており、その抵抗温度依存性から結晶性の高さを示しました。さらに磁気光学カー効果から形状異方性による保磁力の増大を観測しました。

最近の関連論文


Growth kinetics and magnetic property of single-crystal Fe nanowires grown via vapor-solid mechanism using chemically-synthesized FeO nanoparticle catalysts
Crystal Growth & Design 19, 7257 (2019).


Fabrication of Fe nanowires on yittrium stabilized zirconia single crystal substrates by thermal CVD methods
J. Appl. Phys. 117, 17D506 (2015).


Fe whisker growth revisited: effect of Au catalysisfor [02-1] oriented nanowires with 100 nm diameter
RSC Advances 4, 27620 (2014).

スピントロニクス

電子の持つスピンを積極的に利用して新しいデバイスを作る分野がスピントロニクスです。高度なエピタキシャル成長技術により、新しいスピントロニクス材料の開発や新現象の探索を行っています。

最近の関連論文


Investigation of epitaxial growth and tunnel magnetoresistance effects in magnetic tunnel junctions including spinel ferrite layers

Jpn. J. Appl. Phys. 54, 118003 (2015).


Magnetic properties of epitaxial Fe3O4 films with various crystal orientations and TMR effect in room temperature

Appl. Phys. Lett. 105, 102410 (2014).