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2020 Fiscal Year Annual Research Report

低次元材料の原子レベル物性評価手法の開発

Research Project

Project/Area Number 17H04797
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

千賀 亮典  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (80713221)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Keywordsナノ材料 / 低次元材料 / 光学特性 / 振動特性 / 透過電子顕微鏡 / 電子線分光
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、これまで電子線をプローブとして用いる高空間分解能光学特性評価に取り組んできた。可視光領域ではカーボンナノチューブの局所的な光学特性や、二次元材料(WSe2)一枚の励起子分散の計測に成功した。さらに赤外領域ではグラフェン一枚のフォノン分散関係を世界で初めて計測することに成功した。結果としてフォノン、エキシトン、プラズモンといった他の準粒子に関してもそのエネルギーと運動量を計測することが可能になった。これを踏まえ、本年度は準粒子同士の相互作用と、それらがもたらす各種物性への影響について実験的検討を行った。まず光子とフォノンとの相互作用であるポラリトンに関して、層数制御した六方晶窒化ホウ素を用いた実験を行った。電子顕微鏡の電子線路の調整、加速電圧の低減などを行い、0.03オングストローム-1の角度分解能で長波長限界での光学モードの挙動を捉えることに成功した。これによって長波長限界での横波モードと縦波モードの縮退の層数依存性などを明らかにした。また同様に高い角度分解能でグラフェンの光学吸収の分散関係を計測することで、理論的に示された電子状態密度との詳細な比較を行うなど、これまで理論的研究が先行していた基礎的物理現象の実験的検証を行った。これらの実験結果を踏まえた理論構築を目指して密度汎関数法を利用した計算を国際共同研究の枠組みの中で行った。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (8 results)

All 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Vienna(オーストリア)

    • Country Name
      AUSTRIA
    • Counterpart Institution
      University of Vienna
  • [Int'l Joint Research] Universita di Roma La Sapienza(イタリア)

    • Country Name
      ITALY
    • Counterpart Institution
      Universita di Roma La Sapienza
  • [Journal Article] Toward Confined Carbyne with Tailored Properties2021

    • Author(s)
      Shi Lei、Senga Ryosuke、Suenaga Kazu、Kataura Hiromichi、Saito Takeshi、Paz Alejandro Perez、Rubio Angel、Ayala Paola、Pichler Thomas
    • Journal Title

      Nano Letters

      Volume: 21 Pages: 1096~1101

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.0c04482

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Deciphering the Intense Postgap Absorptions of Monolayer Transition Metal Dichalcogenides2021

    • Author(s)
      Hong Jinhua、Koshino Masanori、Senga Ryosuke、Pichler Thomas、Xu Hua、Suenaga Kazu
    • Journal Title

      ACS Nano

      Volume: 15 Pages: 7783~7789

    • DOI

      10.1021/acsnano.1c01868

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Photothermal synthesis of confined carbyne2021

    • Author(s)
      Shi Lei、Senga Ryosuke、Suenaga Kazu、Chimborazo Johnny、Ayala Paola、Pichler Thomas
    • Journal Title

      Carbon

      Volume: 182 Pages: 348~353

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2021.05.058

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Thermal management function of graphene under cryogenic temperature2021

    • Author(s)
      Kato Ryuichi、Naya Masami、Kasahata Naoki、Senga Ryosuke、Sato Chikara、Koshino Masanori、Suenaga Kazu、Hasegawa Masataka
    • Journal Title

      Carbon

      Volume: 183 Pages: 970~976

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2021.07.077

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Nanoscale optical and vibrational spectroscopy of low-dimensional materials in electron microscope2020

    • Author(s)
      Ryosuke Senga, Thomas Pichler, and Kazu Suenaga
    • Organizer
      2020 MRS Fall Meeting Symposium
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Ryosuke Senga, Thomas Pichler, and Kazu Suenaga2020

    • Author(s)
      Nanoscale optical and vibrational spectroscopy of low-dimensional materials in electron microscope
    • Organizer
      European Microscopy Congress 2020
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2022-12-28  

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