Investigation of optical properties of graphene on Au substrate by in-situ spectroscopic and microscopic observation of thermal radiation

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15400
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 28030:Nanomaterials-related
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: Terasawa Tomoo 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究職 (90772210)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: グラフェン / 表面再構成 / 角度分解光電子分光 / エネルギーギャップ / 熱放射光

Outline of Final Research Achievements

In this research, we investigated the electronic and optical properties of atomically thin material graphene. The observation of the electronic band structure, which may change the optical properties, in graphene revealed that the pi-bands of graphene were strongly modified by the Hex-Au(001) reconstructed structure on the substrate surface. The thermal radiation of graphene was also affected by the Hex-Au(001) structure. We found that these phenomena could not be explained by the previous model in the literature but by the hybridization between the orbitals in graphene and Au.

Free Research Field

表面科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

グラフェンもAuも化学的には極めて安定な物質であり、これらの間の大きな相互作用の発見は学術的に重要な成果である。また、原子番号の大きいAuからはグラフェンの電子状態に影響があったことは、グラフェンのスピン状態にも影響を与えていることが示唆される。これはスピントロニクスと呼ばれる次世代デバイス開発の分野にも貢献することが期待でき、本研究の成果は学術的な意義に加えて社会的にも意義があると言える。