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Characterization of electronic structure of strained graphene by using strain field STM

Research Project

Project/Area Number 17K04985
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Nanostructural physics
Research InstitutionNational Institute for Materials Science

Principal Investigator

SAGISAKA Keisuke  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端材料解析研究拠点, 主幹研究員 (70421401)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywordsグラフェン / 走査型トンネル顕微鏡 / 応力 / 歪み / 電子状態 / 応力歪み / 走査プローブ顕微鏡
Outline of Final Research Achievements

To resolve the band gap issue of graphene, strain application has been proposed. This study was conducted to develop a method to apply strain in graphene and to characterize in situ its electronic properties exploiting an ultrahigh-low temperature scanning tunneling microscope. We adapted a quartz indenter in a sample holder to bend a single layer graphene sheet placed on a PET substrate. As a result, we concluded that this method enables only a strain application of up to 0.4 % in the graphene sheet, which is not large enough to induce variations in electronic property. Other methods to obtain larger strain are required.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

炭素原子からなる原子層状のグラフェンは次世代の高速電子デバイス用の材料として注目を浴びているが、実際にデバイスに実装するためにはその電子的特性を改良する必要がある。その方法の一つに歪みを印加することが提案されている。そこで、歪みとグラフェンの電子特性の関係を評価可能にする技術開発として、走査型トンネル顕微鏡中で動作する歪み印加機構を製作し評価を行った。その結果、歪み量を制御しながら電子特性の評価が可能であることを示した。また、電子特性制御にはさらに大きな歪みを誘起する仕組みが必要であることも判明した。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Growth of quadrilateral graphene flakes with a sulfur atomic template on the surface of Ni (110)2019

    • Author(s)
      Hongxuan Guo, Jianhua Gao, Nobuyuki Ishida, Keisuke Sagisaka, Daisuke Fujita
    • Journal Title

      Carbon

      Volume: 153 Pages: 116-119

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Theoretical study on surface structures of S/Ni(110).2019

    • Author(s)
      NARA, Jun, SAGISAKA, Keisuke, FUJITA, Daisuke
    • Organizer
      21st International Vacuum Congress (IVC21)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] β-FeSi2/Si(001)表面のトンネル分光測定2019

    • Author(s)
      鷺坂 恵介, 艸分 倫子, 青柳良英, 大野真也
    • Organizer
      日本物理学会2019年秋季大会
    • Related Report
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  • [Presentation] KPFMによる窒化ガリウムpn接合の観察2019

    • Author(s)
      中村 友謙, 石田 暢之, 鷺坂 恵介
    • Organizer
      第66回応用物理学会春季学術講演会
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  • [Presentation] 走査型プローブ顕微鏡による半導体点欠陥の観察2018

    • Author(s)
      鷺坂 恵介
    • Organizer
      第23回結晶工学セミナー ワイドギャップ半導体結晶の評価技術
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      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] STM観察とDFT計算によるインジウム原子層超伝導体の結晶構造決定2018

    • Author(s)
      吉澤 俊介, 鷺坂 恵介, 藤田 大介, 内橋 隆
    • Organizer
      第26回渦糸物理国内会議
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  • [Presentation] Ni(110)-c(2x2)S表面におけるグラフェンの成長2018

    • Author(s)
      鷺坂 恵介, 奈良 純, 藤田 大介
    • Organizer
      日本表面真空学会学術講演会
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  • [Presentation] 窒化ガリウム(GaN)表面のSTM観察2018

    • Author(s)
      中村 友謙, 石田 暢之, 鷺坂 恵介
    • Organizer
      日本表面真空学会学術講演会
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  • [Presentation] Si(111)-√7×√3-In 表面における静電遮蔽効果のSTM 観測2018

    • Author(s)
      吉澤 俊介, 鷺坂 恵介, 藤田 大介, 内橋 隆
    • Organizer
      日本表面真空学会学術講演会
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  • [Presentation] Visualizing the Uniaxial Incommensurate Structure of Si(111)-(√7×√3)-In by using Scanning Tunneling Microscopy2018

    • Author(s)
      YOSHIZAWA, Shunsuke, SAGISAKA, Keisuke, FUJITA, Daisuke, UCHIHASHI, Takashi
    • Organizer
      ACSIN-14 & ICSPM26
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  • [Presentation] Si(111)-(√7×√3)-In 表面における一軸性格子不整合の実空間観測2018

    • Author(s)
      吉澤 俊介, 鷺坂 恵介, 藤田 大介, 内橋 隆
    • Organizer
      日本表面科学会プローブ顕微鏡研究部会合同シンポジウム
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  • [Presentation] 傾斜シリコン基板上に成長したインジウム原子層の超伝導2018

    • Author(s)
      吉澤 俊介, 鷺坂 恵介, 藤田 大介, 内橋 隆
    • Organizer
      日本物理学会 第73回年次大会
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  • [Presentation] 応力印加SPMの開発2018

    • Author(s)
      鷺坂恵介, Oscar Custance, 藤田大介
    • Organizer
      NIMS MI・計測 合同シンポジウム
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  • [Book] Compendium of Surface and Interface Analysis2018

    • Author(s)
      The Surface Science Society of Japan
    • Total Pages
      853
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      9789811061561
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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