2022-09-01 大阪大学,科学技術振興機構
ポイント
- ３８０ケルビン（１０７度）まで面内異方性ホール効果を示す新しいタイプのバナジウム系２次元／１次元ハイブリッド超格子を発見した。
- 従来の超格子は、例えば２次元超格子など同じ次元の物質同士で形成されていたが、今回は２次元物質と１次元物質を組み合わせた超格子（ハイブリッド超格子）を初めて実現した。
- 今回、室温で安定に見いだされた異方性ホール効果は低電力デバイスの実現に大いに貢献する。今後、これまでにない異次元超格子を創成すれば、その特異な周期性・異方性に起因するさまざまな新機能発現につながる可能性がある。
大阪大学 産業科学研究所の林 永昌 招へい准教授、末永 和知 教授らの研究グループは、シンガポール南洋理工大学、北京大学などと国際共同研究を行い、全く新しいバナジウム系２次元（２Ｄ）／１次元（１Ｄ）ハイブリッド格子構造を合成することに成功しました。特殊な走査型透過電子顕微鏡を用いてその特異なハイブリッド超格子構造を解明し、この新物質が３８０ケルビンの高温でも予想外の面内異方性ホール効果を示すことを明らかにしました。
従来の超格子は半導体超格子に代表されるように、同次元の物質同士で形成されていました。２次元物質（膜状）と１次元物質（鎖状）を組み合わせた周期的な積層構造を持つ異次元ハイブリッド超格子は実現されていませんでした。
シンガポール南洋理工大のＺｈｅｎｇ Ｌｉｕ 教授とＪｉａｄｏｎｇ Ｚｈｏｕ 教授らの研究グループは、化学気相成長法により２次元ＶＳ２薄膜と、その３倍の格子周期を持つ１次元ＶＳ鎖配列が積み重なった超格子を合成しました。末永教授らの研究グループは、独自に開発した走査型透過電子顕微鏡を用いて、この新規ハイブリッド超格子の原子構造解析と電子状態分析を行いました。ホール効果の測定は、北京大学 Ｘｉａｏｓｏｎｇ Ｗｕ 教授の研究グループが行いました。
本研究成果は、英国科学誌「Ｎａｔｕｒｅ」に、２０２２年９月１日（木）（日本時間）に公開されます。
本研究は、ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業 ＣＲＥＳＴ「原子・分子の自在配列・配向技術と分子システム機能」（研究総括・君塚 信夫（ＪＰＭＪＣＲ２０Ｂ１））、科学研究費 補助事業・学術変革領域研究（Ａ）「２．５次元物質科学：社会変革に向けた物質科学のパラダイムシフト」（領域代表・吾郷 浩樹）の一環として行われました。
＜論文タイトル＞
- “Heterodimensional superlattice with room temperature anomalous Hall effect”
＜お問い合わせ先＞
＜研究に関すること＞
末永 和知（スエナガ カズトモ）
大阪大学 産業科学研究所 教授
＜ＪＳＴ事業に関すること＞
嶋林ゆう子（シマバヤシ ユウコ）
科学技術振興機構 戦略研究推進部 グリーンイノベーショングループ
＜報道担当＞
大阪大学 産業科学研究所 広報室
科学技術振興機構 広報課
