2020 Fiscal Year Annual Research Report
陽電子と光子を用いた量子ビーム協奏利用によるディラック電子系ボロフェンの研究
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19H04398
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
高山 あかり 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (70722338)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 巌 東京大学, 物性研究所, 准教授 (00343103)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ボロフェン / 構造解析 / TRHEPD |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，新奇物性を示す2次元ディラック電子系を示す単元素単原子層ボロフェンについて，全反射高速陽電子回折(TRHEPD)法を用いた構造決定を行った。β12-ボロフェンの成長基板となるAg単結晶の表面清浄化を行うにはスパッタアニール法が必須であるが，2019年度実施報告より，スパッタアニール法では試料表面の原子数層単位での凹凸は避けられず，このことが試料最表面の情報を反映するTRHEPD実験に大きく影響していることがわかったことから，2020年度はAg薄膜を基板に用いた実験を行った。Ag薄膜はSi基板の上に低温で蒸着し室温アニールすることで作製した。一方で，Ag薄膜上にホウ素を蒸着しボロフェンを作製する場合，基板の加熱が必要となるが，Ag薄膜の加熱温度が高いとAgがクラスター化することが知られており，単結晶基板の先行研究で報告されている温度より低い温度で加熱しながらホウ素を蒸着した。薄膜を用いたTHRPED実験の結果，単結晶試料で見られた強度の抑制（最表面の凹凸）は劇的に緩和され，ボロフェンの成長方位も広いテラス上に成長した場合と一致した。このことは，広範囲のボロフェンの成長条件は基板の温度よりもテラスの平坦さが支配的であることを意味している。しかし，Ag薄膜の結晶性（結晶分域）は単結晶試料に劣るため，基板の情報を含む高角度側の実験結果は，単結晶試料のほうが理論予測と一致した。以上の結果が大学院生の修士論文としてまとめられ，現在論文執筆中である。
また，共同研究者の松田は新規ホウ素化合物の探索研究として水素化ホウ素シートの理論研究を行った。この結果は論文として出版された。
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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
2019年度の納品遅れによる実験予定の遅延は2020年度内に解消された。また、2019年度実施内容を踏まえた追加実験（薄膜上のボロフェン）も行い、研究結果の統一的な見解を示すことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度はAl,Cu基板上ボロフェンの構造解析を行う。また，ホウ素化合物の探索と電子状態の測定を行う。
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