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2010 Fiscal Year Annual Research Report

高純度ナノ構造六方晶窒化ホウ素におけるエキシトン効果の研究

Research Project

Project/Area Number 22651056
Research InstitutionNational Institute for Materials Science

Principal Investigator

渡邊 賢司  独立行政法人物質・材料研究機構, 光材料センター, 主幹研究員 (20343840)

Keywords六方晶窒化ホウ素 / グラフェン / 電子特性 / hBNナノシート / 反射率測定 / ラマン散乱 / 層数評価
Research Abstract

1.グラフェンの電子的無干渉性基板としての六方晶窒化ホウ素(hBN)の優れた機能の発見
グラフェンは、優れた電気的・熱的性質を示すのみならず、ディラックフェルミオンとしての電子伝導や、分数量子ホール効果など物理的に興味深い特性を示すことで知られ、超高速FETへの応用のみならず単電子トランジスタやスピンデバイスへの応用が期待されている。しかしながら、従来のSiO2基板上では平坦性やキャリアの不純物散乱などの問題から本来の性質を活かすことは困難であった。hBNはグラフェンと同様に完全な平面構造の積層からなり、c軸方向にダングリングボンドを持たない。したがってグラフェンの電子的無干渉性(無不純物散乱、完全平面)基板として期待できる。実際、剥離転写法にて作製したhBN基板の平坦性はSiO2基板の半分以下の表面荒さを示す。この平坦なhBN層上に重ねたグラフェンの移動度などの電子特性は、約1桁以上従来のSiO2基板上のグラフェンを上回り、サスペンド(宙づり)構造のグラフェンに匹敵する値を示す。加えてhBNはグラフェンとは異なり高絶縁性なので、基板のみならず絶縁層としても最適で将来的に電子デバイス構造を形成する上で理想的であり、今後の電子デバイス応用には不可欠の材料であることを明らかにした。現在、これまでに基板との相互作用の点で懸念のあった多くの二次元電子系に関する重要問題が、hBNを基板に用いて次々と再検証されており新しい発見が期待される。
2.ラマン散乱・光学的手法によるナノシートhBNにおける層数評価
hBNナノ厚シートを剥離法にて作製し光学的手法による層数の評価が可能であることを示した。また、ラマン散乱でhBNにおいて高振動数側のE2gモードのエネルギーシフトが層数に依存して変化することを見いだした。

  • Research Products

    (11 results)

All 2011 2010

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Scanning tunnelling microscopy and spectroscopy of ultra-flat graphene on hexagonal boron nitride2011

    • Author(s)
      J. Xue, J. Sanchez-Yamagishi, D. Bulmash, P. Jacquod, A. Deshpande, K. Watanabe, T. Taniguchi, P. Jarillo-Herrero, and B. J. Leroy
    • Journal Title

      Nature Materials

      Volume: 10 Pages: 282-285

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hunting for Monolayer Boron Nitride : Optical and Raman Signatures2011

    • Author(s)
      R. V. Gorbachev, I. Riaz, R. R. Nair, R. Jalil, L. Britnell, B. D. Belle, E. W. Hill, K. S. Novoselov, K. Watanabe, T. Taniguchi, A. K. Geim, and P. Blake
    • Journal Title

      SMALL

      Volume: 7 Pages: 465-468

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Giant Nonlocality Near the Dirac Point in Graphene2011

    • Author(s)
      D. A. Abanin, S. V. Morozov, L. A. Ponomarenko, R. V. Gorbachev, A. S. Mayorov, M. I. Katsnelson, K. Watanabe, T. Taniguchi, K. S. Novoselov, L. S. Levitov, and A. K. Geim
    • Journal Title

      Science

      Volume: 332 Pages: 328-330

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Boron nitride substrates for high-quality graphene electronics2010

    • Author(s)
      C.R.Dean
    • Journal Title

      Nature.Nanotechnology

      Volume: 5 Pages: 722-726

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 手のひらサイズの高輝度な平面型遠紫外線発光デバイスの開発2010

    • Author(s)
      渡邊賢司
    • Journal Title

      OHM

      Volume: 2月号 Pages: 8-9

  • [Presentation] Hexagonal boron nitride as a new ultraviolet luminescent material and its anulication2010

    • Author(s)
      K.Watanabe
    • Organizer
      2010 MRS Fall Meeting
    • Place of Presentation
      Hynes Convention Center Boston,(米国)(招待講演)
    • Year and Date
      2010-11-30
  • [Presentation] Hexagonal boron nitride as a new ultraviolet luminescent material and its application2010

    • Author(s)
      K.Watanabe
    • Organizer
      Diamond 2010
    • Place of Presentation
      Budapest,(ハンガリー)(招待講演)
    • Year and Date
      2010-09-08
  • [Presentation] 六方晶窒化ホウ素のバンド端光学特性2010

    • Author(s)
      渡邊腎司
    • Organizer
      第29回電子材料シンポジウム
    • Place of Presentation
      ラフォーレ修善寺(静岡県)
    • Year and Date
      2010-07-15
  • [Presentation] Hexagonal Boron Nitride as a new Ultraviolet Luminescent Material and its Device Application2010

    • Author(s)
      K.Watanabe
    • Organizer
      Progress in Electromagnetic s Research Symposium
    • Place of Presentation
      Hotel Marlowe Cambridge,(米国)(招待講演)
    • Year and Date
      2010-07-06
  • [Presentation] Far UV emitter based on hexagonal boron nitride2010

    • Author(s)
      K.Watanabe
    • Organizer
      The international Conference on Nanophotonics 2010
    • Place of Presentation
      エポカルつくば(茨城県)
    • Year and Date
      2010-05-31
  • [Presentation] 新遠紫外発光材料六方晶窒化ホウ素のデバイス応用2010

    • Author(s)
      渡邊賢司
    • Organizer
      日本学術振興会真空ナノエレクトロニクス第158委員会第82研究会
    • Place of Presentation
      筑波大学東京キャンパス(東京都)(招待講演)
    • Year and Date
      2010-04-19

URL: 

Published: 2012-07-19  

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