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

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K05422
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Condensed matter physics II
• Research Institution: National 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
• 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

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.

Free Research Field

物性物理

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。