【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.25】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24UT0307
利用課題名 / Title
光電変換・圧電変換を示す層状物質を対象とした精密分析法の確立
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
外部利用/External Use
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
光デバイス/ Optical Device,X線回折/ X-ray diffraction,フォトニクスデバイス/ Nanophotonics device
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)
立崎 武弘
所属名 / Affiliation
東海大学情報理工学部 コンピュータ応用工学科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
飯盛桂子,府川和弘
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術補助/Technical Assistance（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
UT-201：無機微小結晶構造解析装置
UT-202：高輝度In-plane型X線回折装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
遷移金属及びカルコゲナイドを含む物質群は、電気的・光学的に特徴的な性質を持ち、デバイス応用・エネルギー変換材料として有望視されている。一方、遷移金属は種類が豊富であることにより、層状構造を持つ物質群に限ったとしてもその種類は多い。近年、複数種類の遷移金属を持つ層状物質等が安定的に合成されるようになってきた。複数種の元素を活用することで材料のデザイン性が高まる等の利点があり、その活用も期待されている。本研究では、これら新規物質群の基礎物性を非破壊・非接触的に精密測定・精密分析する手法を研究・開発している。具体的には、全光学的な顕微計測手段の開発や計算機科学による現象理解など多角的なアプローチを組合わせ、光学的・弾性的・電気的物性を理解し、物性値を測定・決定する。精密計測手段の確立とその適用範囲の評価にはサンプルの素性を既存の技術で明確・正確に把握しておく必要があるため、X線や電子線を用いた分析や元素計測を実施する。
実験 / Experimental
層状ファンデルワールス半導体であるGaInS3結晶（2D Semiconductors社）を利用した。結晶を数百マイクロメートルに切り出し、単結晶構造解析装置VariMax Dualにより結晶構造を解析した。同じ結晶の残りの部分（数ミリメートル）を使い、In-plane型X線回折装置SmartLab(9kW) によって結晶の面内構造を分析した。
結果と考察 / Results and Discussion
面内構造解析の結果を考慮して微小結晶による回折パターンをデータベースと照合した結果、［1］六方晶構造で空間群がP63mcかR3mであることと、［2］同じ供給元からの結晶で同様の結晶構造解析をした結果（論文により報告されている既知の結果）と異なる結晶であることが分かった。これら解析により結晶構造の候補がc軸の長さが異なる二つの結晶構造に絞られたため、第一原理計算によりエネルギーバンド構造やフォノンバンド、誘電関数等を計算できるようになった。これらの計算と広帯域反射吸収スペクトルや超短光パルスによる反射率の経時変化等の実測と比較することにより、物性の理解や光弾性的物性値を決定できるようになった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
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