2014 Fiscal Year Annual Research Report
グラフェンにおける非平衡キャリアの超高速分光による研究
Publicly Offered Research
| Project Area | Science of Atomic Layer Systems |
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| Project/Area Number |
26107520
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
小山 剛史 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (20509070)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 原子層 / ナノ材料 / 光物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、単層グラフェンの非平衡キャリアダイナミクスに対する基板の影響（表面光学フォノンや構造歪み）、周辺雰囲気の影響（水分子などが関与するキャリアドーピング）を理解することを目的としている。一般に、非平衡キャリアダイナミクスの実時間観測の方法として、過渡吸収測定および時間分解発光測定がある。２つの測定では相補的な結果が得られるため、両測定を行い、結果を総合的に議論することが現象の詳細な理解につながる。そのため、本研究では、フェムト秒時間領域の過渡吸収測定および時間分解発光測定によって、単層グラフェンのキャリアダイナミクスを観測する。
2014年度には、ポンプ・プローブ法に基づく過渡吸収測定およびアップコンバージョン法に基づく時間分解発光測定の準備として、クアテリレン分子内包カーボンナノチューブを合成し、このフェムト秒過渡吸収測定および時間分解発光測定を行った。その結果、分子内包カーボンナノチューブにおいて起こる励起エネルギー移動の起源に関する知見が得られた。
一方、単層グラフェンに関する予備的実験として、石英基板上の単層グラフェンを真空中で保持すること、さらに加熱することによる脱ドーピングについて、光吸収測定やラマン散乱測定により調べた。石英基板上の単層グラフェンに対して、可視領域の過渡吸収測定を行い、非平衡キャリアダイナミクスの観測が可能なことを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究実績の概要に記述したように、本研究の目的を達成するために、様々な周辺環境におかれた単層グラフェンをフェムト秒時間領域の時間分解分光測定する必要がある。
これに対し、現在までに、手法の面では、ポンプ・プローブ法に基づく過渡吸収測定およびアップコンバージョン法に基づく時間分解発光測定を行う準備が整った。試料の面では、単層グラフェンを真空中で保持すること、さらに加熱することが可能な実験環境が整った。
以上の理由から、本研究はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までの達成度に記述したように、実験手法の準備が整い、試料の周辺環境を調整する準備は一部整ったので、これらを結びつけることにより、様々な周辺環境におかれた単層グラフェンをフェムト秒時間領域の時間分解分光測定する。
さらに、試料の周辺環境を調整する目的として、試料を低温に保つことが可能な実験環境を準備する。広帯域にキャリアダイナミクスを観測するため、テラヘルツ時間領域分光を実施することを検討する。
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Research Products
(3 results)
