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グラフェン・窒化ホウ素複合系の設計と物性予測研究

Research Project

Project/Area Number 12J08928
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Nanostructural science
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

酒井 佑規  東京工業大学, 大学院理工学研究科(理学系), 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2012 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsグラフェン / 六方晶窒化ホウ素 / 超格子 / 電子構造 / 密度汎関数理論
Research Abstract

昨年度より引き続き、本年度9月末までカリフォルニア大学バークレー校(UCバークレー)に客員学生として滞在し共同研究を行った。まず、昨年度に行った、グラフェンと六方晶窒化ホウ素から成る有限層薄膜系について全エネルギーや電子特性の層数依存性に関する共同研究に関する成果を投稿し、その論文がPhysical Review Bで出版された。
また、今年度新たに行った研究として、グラフェン・窒化ホウ素複合系に関連する物質である、蜂の巣構造を持つホウ素単原子層、炭素・ホウ素単原子層との積層構造の間にリチウムをインターカレートした新物質をデザインした。その物性を理論的に予測したところ、この新物質は比較的高い超伝導転移温度(16.8K)を示しうる、興味深い物質であることが明らかになった。
さらに、上記の単原子層物質同様に興味深い研究対象である、金属表面上の単分子層について、UCバークレーの実験グループとの共同研究を行った。赤外吸収スペクトルを間接的に測定する新しい実験手法(IRSTM法)を用いて、金(111)面上のアダマンタン分子層の赤外吸収スペクトルを調べた結果、気体相あるいは固体相のアダマンタンとは異なる吸収スペクトルが得られた。このスペクトルの差異が分子間、分子と金属間の相互作用によって生じることを理論的手法によって解明した。
上に述べた2つの研究結果については、PhysicalReview Bで論文が出版されている。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Lattice matching and electronic structure of finite-layer graphene/h-BN thin films2014

    • Author(s)
      Y. Sakai, S. Saito and M. L. Cohen
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 89 Issue: 11 Pages: 1154241-6

    • DOI

      10.1103/physrevb.89.115424

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electron-phonon coupling and superconductivity in Li-intercalated layered borocarbide compounds2014

    • Author(s)
      T. Bazhirov, Y. Sakai, S. Saitoa and M. L. Cohen
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 89 Issue: 4 Pages: 0451361-5

    • DOI

      10.1103/physrevb.89.045136

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Intermolecular interactions and substrate effects for an adamantane monolayer on a Au (111) surface2013

    • Author(s)
      Y. Sakai, G. D. Nguyen, R. B. Capaz, S. Coh, I. V. Pechenezhskiy, X. Hong, F. Wang, M. F. Crommie, S. Saito, S. G. Louie and M. L. Cohen
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 88 Issue: 23 Pages: 2354071-9

    • DOI

      10.1103/physrevb.88.235407

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electronic Properties of Graphene/h-BN Bilayer Superlattices2012

    • Author(s)
      Yuki Sakai, Susumu Saito
    • Journal Title

      Journal of Physical Society of Japan

      Volume: 81 Issue: 10 Pages: 103701-103701

    • DOI

      10.1143/jpsj.81.103701

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Au (111) 表面上のアダマンタン単分子層の物性2014

    • Author(s)
      Y. Sakai, G. D. Nguyen, R. B. Capaz, S. Coh, I. V. Pechenezhskiy, X. Hong, F. Wang, M. F. Crommie, S. Saito, S. G. Louie, M. L. Cohen
    • Organizer
      日本物理学会第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大学
    • Year and Date
      2014-03-27
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Vibrational properties of an adamantane monolayer on a gold surface2014

    • Author(s)
      Y. Sakai, G. D. Nguyen, R. B. Capaz, S. Coh, I. V. Pechenezhskiy, X. Hong, F. Wang, M. F. Crommie, S. Saito, S. G. Louie, M. L. Cohen
    • Organizer
      American Physical Society March Meeting 2014
    • Place of Presentation
      Denver, USA
    • Year and Date
      2014-03-05
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] グラフェン複合原子膜およびシリセン複合原子膜の電子構造と安定性2013

    • Author(s)
      斎藤晋、是常隆、酒井佑規
    • Organizer
      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      2013-03-27
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Electronic structure and lattice matching in graphene/h-BN stacked thin films2013

    • Author(s)
      Yuki Sakai, Susumu Saito, Marvin L. Cohen
    • Organizer
      APS March Meeting 2013
    • Place of Presentation
      Baltimore convention center (USA)
    • Year and Date
      2013-03-19
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Rich electronic properties of graphene/h-BN superlattices2012

    • Author(s)
      Yuki Sakai
    • Organizer
      Graphene Workshop
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2012-09-25
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] グラフェン/六方晶窒化ホウ積層薄膜のエネルギー論と電子構造2012

    • Author(s)
      酒井佑規、斎藤晋
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学
    • Year and Date
      2012-09-20
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] グラフェン/六方晶窒化ホウ素薄膜における格子整合とバンドギャップ2012

    • Author(s)
      酒井佑規、斎藤晋
    • Organizer
      フラーレンナノチューブグラフェン総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2012-09-07
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Electronic Properties of Graphene/h-BN Superlattices with Various Stacking Geometries2012

    • Author(s)
      Yuki Sakai, Susumu Saito
    • Organizer
      Graphene Week 2012
    • Place of Presentation
      デルフト工科大学(オランダ)
    • Year and Date
      2012-06-04
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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