【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.03.12】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24UT1013
利用課題名 / Title
分子接面による二次元半導体デバイスの特性変調
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学 / Tokyo Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
電子線リソグラフィ/ EB lithography,リソグラフィ/ Lithography,トポロジカル量子物質/ Topological quantum matter,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation
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)
桐谷 乃輔
所属名 / Affiliation
東京大学大学院総合文化研究科広域科学専攻
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
松山圭吾,四谷祥太郎,小林尭史,Matej Sebek,Puneet Jain
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
UT-503：超高速大面積電子線描画装置
UT-506：枚葉式ZEP520自動現像装置
UT-606：汎用平行平板RIE装置
UT-700：4インチ高真空EB蒸着装置
UT-800：クリーンドラフト潤沢超純水付
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
本研究では、近年注目されているトポロジカル物質を基板上に直接作製・パターンを行う手法の開拓を目的とする。用いた物質群は2次元層状化合物であり、その表面上へと化学的な処理を施すことで、トポロジカル絶縁体相へと変換するための手法開拓を目指し、研究を行なった。そのための検証デバイスとして、電子線描画装置やエッチング装置を利用させて頂いた。
実験 / Experimental
原子層半導体(MoS2)をチャネルとしたトランジスタを作製した。電子線描画装置F7000Sを使用して、基板上へと剥離したMoS2表面へと電極パターンを形成した。レジストにはZEP520を用いた。半導体パラメータを用いて、得られたデバイスの特性を検証した。
結果と考察 / Results and Discussion
図1に作製したトランジスタの光顕写真と伝導度の温度依存性を示す。作製したトランジスタに対して、伝導度の温度依存性を計測したところ、温度の低下と共に伝導度の上昇を確認し、金属的な特性が観測された。したがって、目的とするトポロジカル絶縁体相の発現が示唆されるに至った。この伝導挙動は、大気下、真空下でも確認された。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 (a)作製した単層MoS2デバイスの顕微鏡写真、(b)抵抗測定(Rxx)の温度依存性
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
本研究を実施するにあたり、藤原誠様には大変お世話になりました。本欄にてお礼を申し上げます。
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)
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Keigo Matsuyama, Phase engineering of 1T′-MoS2 via organic enwrapment, , , (2025).
DOI: 10.26434/chemrxiv-2025-r709q
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- ドナー性分子接合MoS2における電気伝導描像の考察, 第85回応用物理学会秋季学術講演会, 2024年9月
- レドックス分子/2次元半導体接合における電子伝導描像, 学術変革領域研究B進化トロニクス, 2024年12月
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