2016 Fiscal Year Annual Research Report
Electric induced ionization dynamics of single dopant atom observed by low temperature scanning tunneling microscopy
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26390071
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
内藤 裕一 国立研究開発法人産業技術総合研究所, ナノエレクトロニクス研究部門, 主任研究員 (80392637)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金子 晋久 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 物理計測標準研究部門, 首席研究員 (30371032)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | グラフェン / アンダーソン局在 / ヘリウムイオンドープ / ヘリウムイオン顕微鏡 / 走査型プローブ顕微鏡 / 単一欠陥 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
グラフェンの金属－絶縁体転移については、これまでオゾンや原子状水素雰囲気中に曝すことでグラフェンの電荷中性点に局在準位を多数形成し、アンダーソン絶縁体に転移させる試みがなされている。当提案者らは、グラフェンにHe+を照射することで、グラフェンの金属-絶縁体転移をnmスケールで誘起することに世界で初めて成功した。これらはグラフェン中にHe+によって形成された単一欠陥が、グラフェンを部分的にアンダーゾン絶縁体に転移させた結果である。この手法を応用して、2重量子ドットなどの微細構造を直接描画することができる。幅約100nmのナノリボンに直径～200nmの量子ドット、及び5つのゲート電極がレジスト等の残渣なくきれいに形成されていることがわかった。このようにしてレジストフリーのグラフェンナノ構造の作製がヘリウムイオン顕微鏡により可能となる。このように、当提案者らはヘリウムイオン顕微鏡を用いたグラフェンナノ構造の直接描画とその走査プローブ顕微鏡による実空間観察について他所にない高度な技術と知見を蓄えてきた。これまでの検討で、SiO2/Si基板上の単層グラフェンに対する最適なHe+照射条件を見出してきたが、h-BNなど他の基板上のグラフェンやグラフェン以外にもMoS2 等他の2次元原子層膜への応用も期待できる。
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