Plumbene -synthesis and functional development-
| Project/Area Number |
21K04879
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 29020:Thin film/surface and interfacial physical properties-related
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
柚原 淳司 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (10273294)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 14 族ポストグラフェン / 二次元物質 / 蜂の巣構造 / プランベン / ゲルマネン / 14族ポストグラフェン / ポストグラフェン |
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| Outline of Research at the Start |
グラフェンを構成する炭素と同じ14族元素でハニカム構造を形成すれば、スピン軌道相互作用の効果によりエネルギーギャップが形成され、さらには、トポロジカル絶縁体となることが理論的に予想されている。14族元素で一番重い鉛原子からなる二次元ハニカムシート（以後、プランベンと呼ぶ）の創製は、至高の目標とされてきた。本研究では、プランベンを固体表面上で創製し、その幾何構造や電子状態を実験的に明らかにすることを目的とする。プランベンがスピントロニクスのための新素材として、新たな価値が創造され、バルクとは異なる物性を有する二次元物質がさらに注目を浴び、未知なる二次元物質の創製研究へとつながることが期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
プランベンの創製に向けて、Bi(0001)表面上の鉛超薄膜の厚さ依存性を調べた。また、Ge(111)基板上のAg(111)薄膜を利用してゲルマネンの偏析創製し、鉛超薄膜の創製実験を行なった。
Bi(0001)表面上の鉛超薄膜は、Bi(0001)清浄表面上に鉛を真空蒸着することで作製した。
低速電子回折（LEED）からプランベンを示唆する結果が得られたため、作製条件および再現性について詳細に実験パラメータを調整しながら実験を進めている。
Ag(111)表面上のゲルマネンは、Ge(111)基板上に100nmのAg(111)薄膜を作製し、超高真空中下で加熱することでGe原子を表面偏析させて創製した。先行研究にて、ゲルマネンが作製できることが明らかにされていたが、本研究において再現実験を行なった。
この表面に鉛を真空蒸着し、走査型トンネル顕微鏡（STM）による原子スケールその場観察と低速電子回折やオージェ電子分光法を組み合わせた構造解明を行なった。その結果、プランベンの可能性を示唆する実験結果が得られた。現在、詳細な解析を行なっている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
最終目的であるプランベンの幾何構造や電子物性の解明に向けて、今年度はBi(0001)表面上の鉛超薄膜の厚さ依存性を調べた。また、Ag(111)表面上のゲルマネン表面上のプランベンの創製実験および幾何構造の解明を行なった。最終年度に行うローバックなプランベンの幾何構造の創製や電子物性の解明に向けて多いに役立つ成果が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
Pd-Pb合金薄膜表面上のプランベンの幾何構造や電子状態を明らかにする。このプランベンの幾何構造や電子状態を複合分析手法により明らかにするとともに、プランベンとPd-Pb合金薄膜表面との化学的相互作用についても調べる。分析は、室温および極低温の走査型トンネル顕微鏡（STM）と低速電子回折（LEED）、放射光を用いた内核光電子分光（core-level PES）やオージェ電子分光（AES）、X線光電子分光（XPS）を用いる。さらに、酸素ガスや大気中でのプランベンの安定性について明らかにする。大気下あるいは真空中でプランベンをボロンナイトライドなどの絶縁物や半導体の基板に転写可能であるかどうかについても実験を行う。
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Report
(2 results)
Research Products
(12 results)
