【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.21】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23NU0056
利用課題名 / Title
二次元層状物質の構造物性の透過電子顕微鏡解析
利用した実施機関 / Support Institute
名古屋大学 / Nagoya Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者）/Internal Use (by ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
TMD, hBN, TEM/STEM, 構造物性,エレクトロデバイス/ Electronic device,電子顕微鏡/ Electronic microscope
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
五十嵐 信行
所属名 / Affiliation
名古屋大学未来材料・システム研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
五十嵐信行,狩野絵美
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
NU-102：高分解能電子状態計測走査透過型電子顕微鏡システム
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
遷移金属ダイカルコゲナイド（TMD）は直接遷移半導体であり、その光物性の基礎・応用研究が進められている。これらの研究ではTMDを六方晶窒化ボロン(hBN)によって封止するヘテロ構造が用いられる。本研究では、このヘテロ構造においてTEMおよびCL測定を行い、TMDの発光に影響を及ぼすhBNの欠陥起因発光について解析を行なった。その結果、スペクトル形状がhBNの品質や試料作製処理プロセスによって大きく異なることを明らかにした。
実験 / Experimental
収差補正電子顕微鏡(JEM-ARM 200F)を用いて原子分解能TEM/STEM観察を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
図1にhBN封止MoSe2ヘテロ構造の光学顕微鏡像と、このようなヘテロ構造の高分解能TEM観察例を示す。図2は図1の光学顕微鏡像の試料における、hBN/MoSe2/ hBN領域（図1青枠）とhBN/hBN領域（図1橙枠）で測定したCLスペクトルを示す。図2では、両方の領域で1.8eV近傍にhBNによる強くブロードな発光ピークを観測した。hBN/MoSe2 /hBN領域では、1.55eVにMoSe2のバンド端発光によるピークを観測されるが、hBNの1.8eVのピークの裾と重なっている。図3に同じ試料から剥離した2つのhBN片で測定したCLスペクトルを示している。1.8eVのCLピーク強度は、剥離試料①では強い発光が観察されたが、異なる剥離試料②では試料①と比べると、発光強度が非常に低かった。この結果は、1.8eV近傍のピークの強度・形状は、剥離過程等で形成された欠陥などに強く影響されることを示唆している。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図１. 試料の光学顕微鏡像とTEM像
図２. CLスペクトル.ヘテロ構造領域(青)、hBN領域(赤)
図3.異なるhBN片から得られたCLスペクトル
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件