| Project/Area Number |
19J15245
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 13020:Semiconductors, optical properties of condensed matter and atomic physics-related
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
岡本 拓也 東京工業大学, 工学院, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2020: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | グラフェン / ディラック電子系 / 原子層材料 / 電子物性 |
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| Outline of Research at the Start |
２次元グラフェンを3次元曲面化した３次元曲面グラフェンの新規物性の探求を目的とする。この材料はディラック電子が2次元曲面上に束縛されながらも3次元空間を動き回るというユニークなトポロジーを有する。この特徴的な3次元曲率は、従来の2次元グラフェンでは付加することのできない新たな自由度であり、これによって新たな物理現象の発現が期待できる。そこで本研究は、3次元曲面グラフェンにおける曲率がディラック電子系にどのように寄与するかを探求する。具体的には曲率を変化させた3次元曲面グラフェンにおいて、輸送測定やプローブ顕微鏡、分光といった様々な測定手法を用いることで系統的に物理的背景を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、2次元材料のグラフェンが3次元曲面化された3次元曲面グラフェンの新規物性を探求することを目的とする。この材料は、2次元材料であるグラフェンが3次元ネットワーク状に張り巡らされた構造で構成されており、Dirac fermionが3次元空間に広がった2次元曲面上で動き回るという、ユニークな物理描像を有する。
本年度においては、昨年度の実験結果の解釈並びに考察を主に行った。中でも興味深いDirac pointでの巨大負の磁気抵抗効果に関して、強局在の観点から議論を行った。具体的には、グラフェン膜がランダムに向いている際の不均一磁場中Landau準位と、Landau準位のゼロモードに着目し、巨大負の磁気抵抗効果の物理的背景を明らかにした。
また、昨年度に観測した局所赤外光応答を解釈するために、一旦近接場光顕微鏡自体の性質を調査した。実験では、計測対象が有する光学活性現象の面外成分を支配的にプローブしていることが実証された。この結果を考慮すると、昨年度の近接場光学顕微鏡の結果は3次元曲面グラフェンの高曲率部分に熱が効率良く局在していることを示していると帰結され、トポロジー由来特有の現象を高い空間分解計測で直接観測したことに対応する。更にこの結果を踏まえ、3次元トポロジー効果に由来する光熱/熱電変換の依存性を示すことをも達成した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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