2022 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation and control of phonon properties in moire superlattices
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21H01017
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
毛利 真一郎 立命館大学, 理工学部, 准教授 (60516037)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荒木 努 立命館大学, 理工学部, 教授 (20312126)
藤井 高志 立命館大学, 総合科学技術研究機構, 教授 (60571685)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | モアレ超格子 / 原子層材料 / グラフェン / MoS2 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、MoS2やグラフェンなどの原子層材料を2層ツイストして架橋させた、架橋モアレ超格子系を対象に、モアレ超格子の形成や周期がフォノン物性にどのような影響を与えるかを評価することが目的である。
本年度は、架橋ツイスト2層グラフェンについて、金属蒸着によるラマンシフトについてを詳細に調べた。銅箔上にCVD成長したグラフェンを転写して作った架橋ツイスト2層グラフェンの場合、Ga金属の蒸着により、Gモードと2Dモードが低波数側にシフトする現象が観測される。シフトの詳細な解析から、この現象が、蒸着により引っ張り歪みが挿入されたためと考えられることがわかった。一方、最表面のグラフェンをCu(111)面上にエピタキシャル成長したグラフェンにした場合、Gモードと2Dモードが高波数側にシフトすることがあることも分かった。この試料では、積層する2つのグラフェンの種類が異なることで試料に当初から引っ張り歪みが挿入されており、それが金属蒸着により緩和されることで高波数シフトしたと考えられる。
上記研究に加え、グラフェン同士やh-BNとグラフェンのツイスト2層系において、ラマン分光でフォノン物性を調べ、熱伝導測定も行った。現在、TEM測定と組み合わせることで、ツイスト角度依存性のデータをまとめている。
上記研究に加え、大面積のMoS2やグラフェンの結晶成長に関する研究や分極材料によるドーピング効果でフォノン物性を含む光物性がどう変化するかの実験も行った。これらの研究も含め、14件の学会発表を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
CVDシステムの立ち上げに当初想定より時間がかかったため、グラフェン系以外の熱物性についての研究の進捗が遅れている。公募研究で参画している学術変革領域で受けた提案をもとに、h-BNについての研究も立ち上げたが、h-BNの転写条件の確立に少し時間がかかっており、こちらも、積層角度に対する依存性がまだはっきりと出ていない。さらに、所属機関内での工事などの影響で、研究装置の移動スケジュールが年度後半にずれ込んだため、低温実験に関しても当初の予定通りに研究が進んでいない。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、h-BN積層系やMoS2を含め、熱伝導の角度依存性を明らかにしていきたい。さらに、金属粒子を蒸着した系でフォノン物性がどう変化するかについては、エピタキシャルグラフェン同士の積層系についての結果をまとめる予定である。
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Research Products
(12 results)
