プレスリリース:結晶構造の次元性変化による電気特性のスイッチ

newsrelease 20250821

カルコゲナイド結晶の立体的 (3D)←→平面的 (2D)構造の制御に基づく著しい電気特性変化に関する研究成果についてプレスリリースしました。

プレスリリース:結晶構造の次元性変化を人為的に制御し電気抵抗が3桁変化するスイッチを実現

 

2次元 (2D) 構造と3次元 (3D) 構造を人為的に制御することで、電気抵抗率が3桁スイッチする新材料を開発しました。材料の電子機能は結晶構造の次元性に強く依存するため、結晶構造を人為的に制御できれば、大きな電子構造変化を伴う巨大な電気特性スイッチになると期待できます。本研究では、2D層状構造を持つSnSeと3D岩塩型構造を持つPbSeの固溶体を作製し、自然材料では存在しない2D-3D構造の相境界を人工的に形成しました。この固溶体は、温度変化により3D構造の金属から2D構造の半導体へ可逆的に転移し、電気抵抗率が3桁増加することを明らかにしました。

本成果は、結晶構造や化学結合が異なる無機結晶の固溶体系で、結晶構造を人為的に制御することにより、電気特性が大きくスイッチする新機能材料開発につながると期待できます。

1.

Takayoshi Katase, Yudai Takahashi, Xinyi He, Terumasa Tadano, Keisuke Ide, Hideto Yoshida, Shiro Kawachi, Junichi Yamaura, Masato Sasase, Hidenori Hiramatsu, Hideo Hosono, Toshio Kamiya

Reversible 3D-2D structural phase transition and giant electronic modulation in non-equilibrium alloy semiconductor, lead-tin-selenide

Science Advances, vol. 7, iss. 12, pp. eabf2725, 2021.

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