2004 Fiscal Year Annual Research Report
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15105005
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
榎 敏明 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (10113424)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福井 賢一 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (60262143)
宮崎 章 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (40251607)
高井 和之 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (80334514)
針谷 喜久雄 産業技術総合研究所, ナノテクノロジー研究部門, 主任研究員 (00357823)
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| Keywords | ナノグラファイト / 電子構造 / 磁気的性質 / エッジ状態 / 分子デバイス / トンネル顕微鏡 / インターカレーション / ナノ炭素 |
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| Research Abstract |
ナノグラファイトの端に存在する非結合π電子エッジ状態の存在を実験的に明らかにするため、超高真空トンネル顕微鏡による観測とトンネルスペクトルの測定をおこなった。試料は、グラファイト表面に、熱処理によりステップエッジを作成し、超高真空化で水素終端を行って作成した。測定の結果、水素終端されたアームチェア端ではエッジ状態は存在せず、ジグザグ端においては、エッジ炭素位置に大きな電子状態密度を有するエッジ状態の存在が明らかとなった。また、トンネルスペクトルの測定から、この状態はフェルミ準位付近に大きな状態密度を有することが見出された。さらに、平行したアームチェアエッジ間に存在するジグザグ端では、エッジ状態特有の状態が形成されることが観測された。これらの結果を強束縛近似を用いて理論的に解析し、この実験結果は理論的にも支持された。現在、引き続き端の2水素化によるエッジ状態の電子構造の解明を行うと共に、ヘリウム温度、強磁場下でのエッジ状態の挙動を明らかにする実験を行っている。ダイヤモンドライクカーボン(DLC)を用いた微細加工によるナノグラファイト微細構造体の作成とその電子輸送特性の解析についても実験を進めた。基板上に微細加工技術を用いて電極を取り付け、その表面にDLC薄膜を作成し、電子ビームを用いて、グラファイト化することにより、ナノグラファイト細線の作成を行った。種々の実験条件で細線作成を試みた結果、現在のところ、十分な再現性のある伝導度の結果は得られていない。DLCに関しては、また、磁性不純物をドープする実験を磁性不純物としてFe、Co、Niを用いて行った。実験の結果、これらの不純物がDLC中でナノ粒子を形成し、特異な超常磁性状態を形成することが明らかとなった。さらに、ナノダイヤモンドのグラファイト化とその磁気状態の解析実験も行った。
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