2015 Fiscal Year Research-status Report
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26870782
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| Research Institution | Fukuoka University |
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Principal Investigator |
柳生 数馬 福岡大学, 工学部, 助教 (90609471)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | グラフェン / パラジウム / インターカレーション / 走査トンネル顕微鏡 / X線光電子分光 / 角度分解光電子分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ゼロ層グラフェンにパラジウムを蒸着してアニールすることで，ゼロ層と基板間にパラジウムをインターカレートすることができた．走査トンネル顕微鏡でパラジウムがインターカレートした表面を観察すると，銅原子のインターカレーションの時に見えたようなモアレパターンは見えなかったことから，インターカレートしたパラジウムの構造はアモルファスであると考えられる．
放射光施設(佐賀県立九州シンクロトロン光研究センター)において，パラジウムをインターカレートさせた試料の電子状態を調べた．X線光電子分光測定及び，角度分解光電子分光測定の結果から，パラジウムがインターカレートしたことでゼロ層グラフェンがQuasi-free-standingなグラフェンに変化したことが分かった．また，このグラフェンで測定されたディラックコーンのディラック点はフェルミ準位と等しいことから，パラジウムとグラフェン間で電子のやりとりがないことが分かった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
パラジウムがインターカレートした表面を走査トンネル顕微鏡で調べた際に，詳細な画像を得るのが難しく多くの時間がかかった．この原因はプリアンプが故障していたためであったが，現在は修理が済んでいるので今後の研究でも引き続き本装置を使用して研究できる．また，基板に使用しているSiC(0001)ウエハを研究代表者が以前の研究で使っていたものとは別な基板にしたところ，ゼロ層グラフェンを作製する際の基板の加熱条件が変わったためゼロ層グラフェンを作製する条件決めに時間がかかった．
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| Strategy for Future Research Activity |
まずSiC(0001)ウエハを以前に使用していたものにして，これまで得られている結果と同様にパラジウムがインターカレートすることを確認する．また，パラジウムの蒸着量を少量にして，インターカレートした場所どうしが接しないような条件でパラジウムがインターカレートした領域を詳しく調べてその領域にグラフェンの格子欠陥がないか調べる．これはインターカレートが起きる経路を調べるためである．
当初の計画ではパラジウムをインターカレートさせてp型グラフェンを作製する予定であったが，実行してみたところグラフェンは中性になることが分かった．過去の研究から銅や金をインターカレートした時には，銅や金からグラフェンへ電子が移動してグラフェンはn型になった．周期表を参照すると銅と金は11族であり，電子殻を安定にするためには電子を1つ放出すればよいことが分かる．パラジウムは1つ隣の10族であり電子殻が安定しているので，グラフェンと電子のやり取りが起きなかったと推測できる．この考え方に従うと，目的とするp型グラフェンを得るためには9族のコバルト，ロジウム，イリジウムのいずれかをインターカレートすればよいと推測できる．今後の研究ではこの元素のうち，過去の研究とも照らし合わせて最も妥当な元素をインターカレートさせる実験を行う予定である．
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| Causes of Carryover |
本研究が予定通り進んでいないため，国際会議での発表を行っていない．また，国内での学会発表には別の予算から旅費の支給を受けたために本予算を使用していない．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今後の研究で使用する元素の蒸着源となる試料を購入する．また，学会の旅費として使用する予定である．
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