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原子膜ヘテロ構造系における境界面効果による新奇量子現象の理論的研究

Research Project

Project/Area Number 15F15022
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Condensed matter physics I
Research InstitutionKwansei Gakuin University

Principal Investigator

若林 克法  関西学院大学, 理工学部, 教授 (50325156)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) DENG HAIYAO  関西学院大学, 理工学部, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2015-04-24 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywordsグラフェン / 原子膜 / トポロジカル絶縁体 / プラズマ波 / 遅延効果 / テラヘルツ
Outline of Annual Research Achievements

炭素原子だけからなる一原子層膜「グラフェン」の発見以降、六方晶窒化ホウ素(h-BN)や、二硫化モリブデン(MoS2)に代表される遷移金属ダイカルコゲナイド系シートなど、原子スケールの厚みしかもたない原子膜の研究が活発に行われている。本研究課題の目的は、様々な原子膜ヘテロ構造系デバイスにおける境界面効果に着目し、そこで期待される新しい物理現象の発見、さらにそれらを利用した新しい動作原理に基づくデバイスの提案を行うことである。
平成27年度は、種々の2次元原子膜におけるプラズマ波の遅延効果に着目し、理論解析をおこなった。2次元電子系のプラズマ波の分散関係は、遅延効果によって、長波長極限(q->0)において、√q の依存性から線形へとクロスオーバーすることが知られている。しかし、通常このクロスオーバーが起きる波数qは、とても小さい値であるため、実験的に観測するのは困難とされてきた。我々は様々な1次元および2次元電子系について、プラズマ波の遅延効果を系統的に調べ直し、高品質のグラフェンではこのクロスオーバーが実験的に観測できる可能性を示した。これはグラフェンの線形分散によるものであるが、同じ線形分散をもつトポロジカル絶縁体では内因的な乱れによる散乱が強く、観測は難しいと考えられる。このことから、グラフェンがテラヘルツ素子応用への最適な材料の一つであるということが理解される。本成果は、Physical Review Bに出版された。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2015

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Retardation effects on plasma waves in graphene, topological insulators and quantum wires2015

    • Author(s)
      Hai-Yao Deng, Katsunori Wakabayashi
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 92 Issue: 4 Pages: 0454341-8

    • DOI

      10.1103/physrevb.92.045434

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Retardation effects on plasma waves in low dimensional materials2015

    • Author(s)
      Haiyao Deng
    • Organizer
      EMN Guangzhou Meeting
    • Place of Presentation
      Zhu Jiang Hotel, Guangzhou (中国・広州市)
    • Year and Date
      2015-12-03
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Edge effects on vacancy states in graphene2015

    • Author(s)
      Haiyao Deng, Katsunori Wakabayashi
    • Organizer
      EP2DS-21/MSS-17
    • Place of Presentation
      Sendai International Center (宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2015-07-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Edge Effect on Vacancy State in Semi-infinite Graphene2015

    • Author(s)
      Haiyao Deng, Katsunori Wakabayashi
    • Organizer
      Sixth Graphene and 2D Materials Satellite Symposium
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県・名古屋市)
    • Year and Date
      2015-06-28
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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