2023/12/15
理化学研究所
筑波大学
东京大学
庆应义塾大学
理化学研究所開拓研究本部加藤ナノ量子フォトニクス研究室の方楠基礎科学特別研究員（研究当時、現客員研究員）、加藤雄一郎主任研究員（光量子工学研究センター量子オプトエレクトロニクス研究チームチームリーダー）、筑波大学数理物質系ナノ構造物性研究室の岡田晋教授、东京大学大学院工学系研究科マテリアル工学専攻の長汐晃輔教授、庆应义塾大学理工学部物理学科の藤井瞬助教らの共同研究グループは、1次元と2次元という異なる次元性を持ったナノ半導体間の界面において、バンドエネルギー共鳴によって励起子移動が増強する現象を発見しました。
本研究成果は、原子レベルで构造が明らかなナノ物质を构成要素とした半导体デバイスへの応用に贡献すると期待されます。
効率の良い半导体作成のためには、素子の微细化が必要になりますが、物理的制约に直面しつつあります。この课题を打开するために低次元半导体が注目されています。今回、共同研究グループは、1次元半导体であるカーボンナノチューブと2次元半导体であるセレン化タングステンを用いた异次元ヘテロ构造を作製し、光吸収と発光特性を调査しました。さまざまな几何构造を持つ単层カーボンナノチューブを用いることで、系统的にバンドエネルギーを変化させたところ、エネルギー共鸣によって励起子移动の増强が起きることを明らかにしました。これは、半导体工学において有用な概念であるバンドエンジニアリングが原子层デバイスにも适用できる可能性を示した重要な结果です。
本研究は、科学雑誌『Nature Communications』オンライン版（12月9日付）に掲载されました。
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