東大など、ナノチューブにおける巨大な光起電力効果を発見、量子力学的な原理に基づく次世代太陽電掛光検出器実現の可能性

摘要

東大などの共同研究により、2次元物質遷移金属カルコゲナイドの結晶構造対称性を制御することで大きな光起電力効果（BPVE効果）が出現することを明らかにした。同研究グループは、2次元物質として注目されている遷移金属カルコゲナイドの一つである二硫化タングステン（WS2）に着目し、様々な結晶構造をもつWS2材料のナノデバイスにおけるBPVE効果を測定し、2次元シートをチューブ状に丸めたWS2ナノチューブでBPVE効果が大幅に増幅されること発見した。ナノ物質でBPVEが観測されたのはこれが初めてのことになる。また、既存のバルク物質よりも効果が大きいことを示唆する結果も確認された。これらの結果は、結晶構造とりわけその対称性の制御が変換効率の増幅に大きな役割を果たし、また次世代の太陽電池材料として2次元物質を基本とするナノ物質が非常に有効であることを示唆している、としており、今後、新たな応用展開が期待される。