国立大学法人東海国立大学機構　名古屋大学大学院工学研究科の山内 悠輔 卓越教授（JST-ERATO山内物質空間テクトニクスプロジェクト研究総括、クイーンズランド大学教授、及び早稲田大学客員上級研究員（研究院客員教授）兼任）、濱田 崇 特任准教授、早稲田大学の江口 美陽 准教授らは、クイーンズランド大学とニューサウスウェールズ大学との共同研究で、適切な基板選択と電気化学的ミセル集積法を用いて、常温下で準安定相型メソポーラス半導体（CuTe₂）の薄膜の合成に成功しました。
従来のCuTe₂薄膜は、光伝導素子、可調光センサーおよび検出器などの光エレクトロニクス材料への応用が期待されていますが、熱的安定性が課題であり、常温下でも安定なCuTe₂薄膜が望まれていました。
本研究グループは、常温下でも安定な準安定相型メソポーラスCuTe₂薄膜の合成には、基板素材の選択が重要であることを明らかにし、アルミニウム基板上で合成したメソポーラス型CuTe₂薄膜は、優れた結晶性と長期安定性を示すことを見出しました。この技術により1.67 eVのバンドギャップを有する準安定相型のメソポーラスCuTe₂薄膜の合成が実現できることから、種々の照明条件下で優れた光応答を示すことになり、光伝導素子、可調光センサー、および検出器などへの応用が期待でき、光エレクトロニクス分野のさらなる発展が期待できます。
本研究成果は、2023年10月18日付アメリカ化学会誌「Journal of the American Chemical Society」に掲載されました。

【ポイント】

・電気化学的ミセル^注1）集積法により、常温下で準安定相型^注2）メソポーラス^注3）半導体^注4） (CuTe₂）薄膜の合成に成功した。
・準安定相CuTe₂薄膜の合成に重要な基板素材として、アルミニウム基板を用いることで、優れた結晶性と長期安定性を示した。
・本研究成果は、加工が困難だったテルル化合物を光エレクトロニクス材料として活用する新たな手法を提案するものであり、光伝導素子、可調光センサー、検出器などの改良への貢献が期待される。

◆詳細（プレスリリース本文）はこちら

【用語説明】

注1）ミセル：
水になじむ親水部と水になじまない疎水部を持つ両親媒性分子が集まってできたコロイドのこと。
注2）準安定相型:
安定相よりもギブスの自由エネルギーが大きい状態のこと。
注3）メソポーラス:
メソ細孔を有する多孔体のこと。
注4）半導体：
電気伝導性が導体と絶縁体との中間の物質のこと。

【論文情報】

雑誌名：Journal of the American Chemical Society
論文タイトル：Mesoporous Metastable CuTe₂ Semiconductor
著者：Aditya Ashok, Arya Vasanth, Tomota Nagaura, Caitlin Setter, Jack Kay Clegg, Alexander Fink,
Mostafa Kamal Masud, Md Shahriar Hossain, Takashi Hamada, Miharu Eguchi, Hoang-Phuong Phan, and Yusuke Yamauchi　※下線は本学関係教員
DOI: 10.1021/jacs.3c05846
URL: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c05846

【研究代表者】

大学院工学研究科　山内 悠輔　卓越教授
https://www.jst.go.jp/erato/yamauchi/