課題番号 ：S-19-NM-0029
利用形態 ：装置利用
利用課題名（日本語） ：原子層膜のレーザー相転移とその観察
Program Title (English) ：Laser induced phase transition in atomic layer film and its observation
利用者名（日本語） ：佐藤竜晟1), 橋本克之1)
Username (English) ：R.Sato1), K.Hashimoto1)
所属名（日本語） ：1) 東北大学理学部物理学科
Affiliation (English) ：1) Dept. of Phys. Tohoku Univ

１．概要（Summary ）
遷移金属ダイカルコゲナイドの一つMoTe2は、2H半導体相から1T’金属相への相転移に必要なエネルギーが小さいため、容易に結晶構造及び電気特性を変えられる層状物質である。また、2H相と1T’相の両相から成るヘテロ接合が電極とのショットキー接合の改善につながるとして近年注目されている。
今回、2H相のMoTe2フレークに、レーザーラマン顕微鏡でレーザーを照射することで、局所的な1T’相への相転移領域の作製とその評価を行った。
結果として、レーザー照射部内に2H相と1T’相が確認できた。これは、照射部がレーザーによって加熱され、照射部内の一部が2H相から1T’相へ相転移したと考えられる。

２．実験（Experimental）
サンプルは、2H相のMoTe2の結晶から剥離した厚さ15nmのフレークを用いた。相転移領域の作成は、レーザーラマン顕微鏡を用いて、フレークにレーザー強度3mWのレーザーを3μm角で照射することで行った。その後、相転移を誘起しないようレーザー強度を0.05mWまで下げ、相転移の評価を行った。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

３．結果と考察（Results and Discussion）
図(a)にレーザー照射後のフレークの光学顕微鏡像を示す。図(b)にレーザー強度0.05mWで評価した、レーザー強度3mW照射部内と照射部外のラマンスペクトルを示す。レーザー強度3mW照射部外では2H相のピーク（171cm-1、234cm-1）しか見えないのに対し、照射部内では1T’相のピーク（125cm-1、143cm-1）も確認できる。これは、レーザー強度3mWのレーザーを照射することで照射部が加熱され、フレークの一部が2H相から1T’相へ相転移したためであると考えられる。

図：レーザー照射後のフレーク像とラマンスペクトル
(a)レーザー照射後のフレークの光学顕微鏡像。黒点線内がレーザー強度3mW照射領域。(b)レーザー強度3mW照射部内（赤線：(a)の赤枠内で測定）と照射部外（青線：(a)の青枠内で測定）のラマンスペクトル。

４．その他・特記事項（Others）
装置の使用にあたり服部氏、李潔氏の支援を受けた。

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
(1) 佐藤竜晟, 第74回日本物理学会秋季大会, 令和元年9月12日
(2) 佐藤竜晟, 第75回日本物理学会年次大会, 令和2年3月16日

６．関連特許（Patent）
なし。