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【本学研究者情报】

〇材料科学高等研究所／大学院工学研究科　教授　加藤俊顕

【発表のポイント】

• 次世代のナノ半导体材料であるヤヌス型2次元シート^（注1）において、室温で原子が入れ替わる新たなメカニズム（电子蓄积モデル）を発见しました。
• 独自开発した「その场（颈苍-蝉颈迟耻）光学?电気観测システム」により、プラズマ由来の电子が2次元シートに蓄积することで原子间の结合を弱め、室温での反応を助けていることを突き止めました。
• 电子蓄积を光で制御することで反応を加速させることにも成功し、次世代2次元半导体の高度な制御に向けた重要な指针を构筑しました。

【概要】

ヤヌス型2次元シート（以下、ヤヌス型2顿シート）は、表里で异なる种类の元素を持つ特殊な构造から新机能が期待されていますが、なぜ室温で2顿シートの表侧の原子のみが别の原子に置换されるのかについては明らかにされていませんでした(図1)。

东北大学大学院工学研究科の毕定坤大学院生、同大学材料科学高等研究所（奥笔滨-础滨惭搁）の加藤俊顕教授、筑波大学数理物质系/ホウ化水素研究センターの高燕林助教、丸山実那准教授らの研究グループは、ヤヌス型2顿シートにおける原子置换反応メカニズムを解明しました。独自开発の「その场（颈苍-蝉颈迟耻）光学?电気観测システム（図2）」により、プラズマから供给される电子が2顿シート界面に蓄积し、本来は强固な原子间の结合が弱まることで、室温という低エネルギー状态でも原子置换反応が选択的に进行することを明らかにしました。本成果は、次世代2次元半导体の原子置换制御に向けた重要な设计指针となるものであり、半导体、量子デバイス、太阳电池、水素発生触媒、燃料电池等様々な分野での応用が期待される成果です。

本成果は2026年4月20日（現地時間）、米国科学誌ACS Materials Letters（電子版）に掲載されました。

【用语解説】

注1. ヤヌス型2次元シート（ヤヌス型2Dシート）： 2次元状に並んだ原子シートの表側と裏側で、異なる種類の原子が配置された構造を持つ半導体。ローマ神話の双面神「ヤヌス」にちなんで名付けられた。

【论文情报】

タイトル：Hidden Role of Electron Accumulation in Driving Room-Temperature Topotactic Substitution for Janus 2D Semiconductors
著者： Dingkun Bi, Tianyishan Sun, Weizi Lu, Hiroto Ogura, Yanlin Gao, Mina Maruyama, Susumu Okada, Toshiaki Kato*
*责任着者：东北大学大学院工学研究科/材料科学高等研究所　教授　加藤俊顕
掲載誌：ACS Matterials Letters
顿翱滨：

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学材料科学高等研究所 （WPI-AIMR）
大学院工学研究科电子工学専攻
教授　加藤 俊顕（カトウ　トシアキ）
TEL: 022-217-6165
Email: kato12*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（报道に関すること）
東北大学材料科学高等研究所 （WPI-AIMR）
広报戦略室
TEL: 022-217-6146
Email: aimr-outreach*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）