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Cyclotron resonance study on the ion-gel-gated bilayer graphene

Research Project

Project/Area Number 16K05422
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Condensed matter physics II
Research InstitutionNational Institute for Materials Science

Principal Investigator

Takehana Kanji  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端材料解析研究拠点, 主幹研究員 (50354361)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高村 真琴  日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 機能物質科学研究部, 研究主任 (00622250)
関根 佳明  日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 機能物質科学研究部, 主任研究員 (70393783)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2018: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords二層グラフェン / サイクロトロン共鳴 / イオンゲルゲート / 遠赤外領域ファイバー / 遠赤外領域光ファイバー / ナノ材料
Outline of Final Research Achievements

We have performed the cyclotron resonance (CR) and magneto-transport measurements on the quasi-free-standing bilayer graphene whose Fermi level are modulated over wide energy region using the ionic-liquid-based ion-gel gating technique. The ion-gel gating technique enable to populate the higher energy band (HEB) which is located at about 0.4 eV away from the charge neutral point. The CR absorption and Shubnikov-de Haas oscillations of the HEB are oberved in addition to those of the valence band, when the dense hole carrier is induced by applying the negative gate voltage. In this study, we have obtained new information about the electrical properties such as the cyclotron energy and the effective mass of the HEB.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究によりイオンゲルゲートで電気二重層電界効果高濃度電荷制御を行いながらサイクロトロン共鳴(CR)吸収測定および輸送現象測定の同時測定を行う測定技術を開発することに成功した。これまで得ることの出来なかった励起バンド関する知見が得られるなど本研究による新規測定技術開発の学術的意義は大きいと考えている。今後、重要なトポロジカル物質の表面電子状態の研究などに応用が期待される。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2018 2017 2016 2014

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Substrate dependence of cyclotron resonance on large-area CVD graphene2014

    • Author(s)
      K.Takehana, Y. Imanaka, T. Takamasu, Y. Kim, K.-S. An
    • Journal Title

      Current Applied Physics

      Volume: 14 Pages: 119-122

    • DOI

      10.1016/j.cap.2013.11.010

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Cyclotron resonance on higher-energy band of bilayer graphene2018

    • Author(s)
      竹端寛治, 今中康貴, 金子智昭, 関根佳明, 高村真琴, 日比野浩樹
    • Organizer
      34th International Conference on the physics of semiconductors (ICPS2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] イオンゲルゲート制御された二層グラフェンにおけるサイクロトロン共鳴測定2018

    • Author(s)
      竹端寛治, 今中康貴, 金子智昭, 関根佳明, 高村真琴, 日比野浩樹
    • Organizer
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 二層グラフェンの上部バンドに関するサイクロトロン共鳴測定2018

    • Author(s)
      竹端寛治, 今中康貴, 金子智昭, 関根佳明, 高村真琴, 日比野浩樹
    • Organizer
      東北大学金属材料研究所強磁場コラボラトリ研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 二層グラフェンの上部バンドにおけるサイクロトロン共鳴測定2018

    • Author(s)
      竹端寛治, 今中康貴, 金子智昭, 関根佳明, 高村真琴,日比野浩樹
    • Organizer
      日本物理学会第73回年次大会(東京理科大学・千葉県野田市)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] イオンゲルゲート制御された二層グラフェンにおける サイクロトロン共鳴測定2017

    • Author(s)
      竹端寛治, 今中康貴, 金子智昭, 関根佳明, 高村真琴,日比野浩樹
    • Organizer
      強磁場フォーラム「強磁場コラボラトリーが拓く未踏計測領域への挑戦と物質・材料科学の最先端」(物質・材料研究機構・茨城県つくば市)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Cyclotron resonance study of large-area bilayer graphene on SiC2016

    • Author(s)
      Kanji Takehana, Yasutaka Imanaka, Tomoaki Kaneko, Yoshiaki Sekine, Makoto Takamura, and Hiroki Hibino
    • Organizer
      22nd International Conference on High Magnetic Fields in Semiconductor Physics
    • Place of Presentation
      北海道札幌市
    • Year and Date
      2016-07-24
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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