2015 Fiscal Year Annual Research Report
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26790005
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
フロランス アントワーヌ 北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 助教授 (30628821)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | シリセン / 走査トンネル顕微鏡 / 二次元材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成27年度は、Siウェハー上に成長した二ホウ化ジルコニウム（ZrB2）薄膜の表面にエピタキシャルシリセンが自発的に形成される現象についてさらに調べるため、このシリセンに特徴的な縞状ドメイン構造に着目して研究を進めた。その結果、縞状ドメイン構造のない「単一ドメイン」シリセンシートを形成に成功し、縞状ドメイン構造はZrB2上でシリセンを安定化するために必須な構造ではないことが明らかになった。縞状ドメイン構造を持つ自発形成されたZrB2上シリセンを300℃程度に加熱し、蒸着によりSi原子を一原子層分の一割にも満たない微少な量加えることでドメイン構造が消失した。電子状態をドメイン構造消失前後で測定し、比較すると、ドメイン構造の消失により同一の電子状態がより鮮明に測定されることが分かり、シリセンの座屈構造や再構成構造そのものは影響を受けずに単一ドメインシートが形成できることが明らかとなった。ただ、この余剰のSi原子は加熱により除去できることから、Si原子の量が増えても縞状構造を持つシリセンが最も安定な状態であることに変わりはない。この成果は投稿論文にまとめられ、Applied Physics Letters誌に掲載決定された。また、温度可変走査トンネル顕微鏡を使用して自発形成シリセンの構造の温度依存性を調べた。その結果、縞状ドメイン境界に垂直な方向の格子定数は温度上昇とともに長くなることが見出された。原子分解能像の解析から、温度の上昇とともに座屈構造の変化とドメイン構造の消失を伴う相転移が起きることが分かり、さらなる温度の上昇により単一ドメインシートの融解が観察され、一次相転移であることが明らかとなった。以上、シリセンの形成機構を明らかにする上で重要な知見が得られた。
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Research Products
(8 results)
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[Journal Article] Single-domain epitaxial silicene on diboride thin films2016
Author(s)
Antoine Fleurence, Tobias G. Gill, Rainer Friedlein, Jurek T. Sadowski, Kohei Aoyagi, Matt Copel, Ruud. M. Tromp, Cyrus F. Hirjibehedin and Y. Yamada-Takamura1
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Journal Title
Applied Physics Letters
Volume: １０８
Pages: 1519021 1519025
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Observation of Dirac electrons in germanene on diboride thin films2016
Author(s)
Antoine Fleurence, Rainer Friedlein, Hiroyuki Yamane, Howon Kim, Yuuto Awatani, Shinya Yoshimoto, Kozo Mukai, Takanori Koitaya, Yukio Hasegawa, Jun Yoshinobu, Nobuhiro Kosugi and Yukiko Yamada-Takamura
Organizer
American Physical Society March Meeting 2016
Place of Presentation
Convention Center, Baltimore, Maryland, U.S.A.
Year and Date
2016-03-14 – 2016-03-18
Int'l Joint Research
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[Presentation] Cobalt on silicene/ZrB2: an intriguing Kondo system2016
Author(s)
Tobias Gill, Ben Warner, Henning Pruser, Antoine Fleurence, Yukiko Yamada-Takamura, Cyrus Hirjibehedin
Organizer
American Physical Society March Meeting 2016
Place of Presentation
Convention Center, Baltimore, Maryland, U.S.A.
Year and Date
2016-03-14 – 2016-03-18
Int'l Joint Research
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