Time-resolved vector potential spectroscopy on energy transfer inside macro and supermolecules

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K05047
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 32010:Fundamental physical chemistry-related
• Research Institution: Kanazawa Institute of Technology
• Principal Investigator: Ashino Makoto 金沢工業大学, 工学部, 准教授 (70247435)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: グラフェン / ナノフレーク / 原子間力顕微鏡 / ケルビンプローブ法 / 機械的劈開法 / 表面電位分布 / 仕事関数

Outline of Final Research Achievements

In this study, we focused on graphene, a one-atom-thick sheet of carbon that is the raw material for carbon nanotubes, by combining atomic force microscopy with the Kelvin probe method. We succeeded in observing simultaneously the surface structures and surface potentials of a graphene nanoflake with a side size of less than 1 micrometer at a high resolution, which has never been reported before. By precisely determining the work function of the tip used for the measurement, the work function of the single-layer graphene nanoflake and very small stacking layers on top of it have been successfully derived. It was found that the nanoflake graphene contains n-type regions as well as p-type regions, which have been reported previously.

Free Research Field

薄膜・表面物性、特に、ナノカーボン

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

グラフェンを光・電子デバイスへ応用する試みが、半導体産業を中心に近年活発に行われるようになって来ている。2000年代初頭に粘着テープを用いた劈開法によるグラフェンの生成に成功した当時から、グラフェンはｐ型ドープされることが知られていた。グラフェンをｎ型にドープする方法が国内外をこれまで問わず活発に行われてきたが、どれも大規模で複雑な装置を必要としていた。本研究では、ナノフレーク状の単原子層グラフェンが自然発生的にｎ型にドープされることを世界で初めて発見した。この発見を通じ、今後、製造過程の大幅な簡素化が図られることが予想され、グラフェンの光・電子デバイスへの応用が一層活発化されると期待される。