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グラフェン・窒化ホウ素複合系の設計と物性予測研究

研究課題

研究課題/領域番号 12J08928
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 ナノ構造科学
研究機関東京工業大学

研究代表者

酒井 佑規  東京工業大学, 大学院理工学研究科(理学系), 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2012 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードグラフェン / 六方晶窒化ホウ素 / 超格子 / 電子構造 / 密度汎関数理論
研究概要

昨年度より引き続き、本年度9月末までカリフォルニア大学バークレー校(UCバークレー)に客員学生として滞在し共同研究を行った。まず、昨年度に行った、グラフェンと六方晶窒化ホウ素から成る有限層薄膜系について全エネルギーや電子特性の層数依存性に関する共同研究に関する成果を投稿し、その論文がPhysical Review Bで出版された。
また、今年度新たに行った研究として、グラフェン・窒化ホウ素複合系に関連する物質である、蜂の巣構造を持つホウ素単原子層、炭素・ホウ素単原子層との積層構造の間にリチウムをインターカレートした新物質をデザインした。その物性を理論的に予測したところ、この新物質は比較的高い超伝導転移温度(16.8K)を示しうる、興味深い物質であることが明らかになった。
さらに、上記の単原子層物質同様に興味深い研究対象である、金属表面上の単分子層について、UCバークレーの実験グループとの共同研究を行った。赤外吸収スペクトルを間接的に測定する新しい実験手法(IRSTM法)を用いて、金(111)面上のアダマンタン分子層の赤外吸収スペクトルを調べた結果、気体相あるいは固体相のアダマンタンとは異なる吸収スペクトルが得られた。このスペクトルの差異が分子間、分子と金属間の相互作用によって生じることを理論的手法によって解明した。
上に述べた2つの研究結果については、PhysicalReview Bで論文が出版されている。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Lattice matching and electronic structure of finite-layer graphene/h-BN thin films2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Sakai, S. Saito and M. L. Cohen
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 89 号: 11 ページ: 1154241-6

    • DOI

      10.1103/physrevb.89.115424

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electron-phonon coupling and superconductivity in Li-intercalated layered borocarbide compounds2014

    • 著者名/発表者名
      T. Bazhirov, Y. Sakai, S. Saitoa and M. L. Cohen
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 89 号: 4 ページ: 0451361-5

    • DOI

      10.1103/physrevb.89.045136

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intermolecular interactions and substrate effects for an adamantane monolayer on a Au (111) surface2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Sakai, G. D. Nguyen, R. B. Capaz, S. Coh, I. V. Pechenezhskiy, X. Hong, F. Wang, M. F. Crommie, S. Saito, S. G. Louie and M. L. Cohen
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 88 号: 23 ページ: 2354071-9

    • DOI

      10.1103/physrevb.88.235407

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronic Properties of Graphene/h-BN Bilayer Superlattices2012

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sakai, Susumu Saito
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan

      巻: 81 号: 10 ページ: 103701-103701

    • DOI

      10.1143/jpsj.81.103701

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Au (111) 表面上のアダマンタン単分子層の物性2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Sakai, G. D. Nguyen, R. B. Capaz, S. Coh, I. V. Pechenezhskiy, X. Hong, F. Wang, M. F. Crommie, S. Saito, S. G. Louie, M. L. Cohen
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2014-03-27
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Vibrational properties of an adamantane monolayer on a gold surface2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Sakai, G. D. Nguyen, R. B. Capaz, S. Coh, I. V. Pechenezhskiy, X. Hong, F. Wang, M. F. Crommie, S. Saito, S. G. Louie, M. L. Cohen
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting 2014
    • 発表場所
      Denver, USA
    • 年月日
      2014-03-05
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] グラフェン複合原子膜およびシリセン複合原子膜の電子構造と安定性2013

    • 著者名/発表者名
      斎藤晋、是常隆、酒井佑規
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2013-03-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Electronic structure and lattice matching in graphene/h-BN stacked thin films2013

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sakai, Susumu Saito, Marvin L. Cohen
    • 学会等名
      APS March Meeting 2013
    • 発表場所
      Baltimore convention center (USA)
    • 年月日
      2013-03-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Rich electronic properties of graphene/h-BN superlattices2012

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sakai
    • 学会等名
      Graphene Workshop
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2012-09-25
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] グラフェン/六方晶窒化ホウ積層薄膜のエネルギー論と電子構造2012

    • 著者名/発表者名
      酒井佑規、斎藤晋
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2012-09-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] グラフェン/六方晶窒化ホウ素薄膜における格子整合とバンドギャップ2012

    • 著者名/発表者名
      酒井佑規、斎藤晋
    • 学会等名
      フラーレンナノチューブグラフェン総合シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2012-09-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Electronic Properties of Graphene/h-BN Superlattices with Various Stacking Geometries2012

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sakai, Susumu Saito
    • 学会等名
      Graphene Week 2012
    • 発表場所
      デルフト工科大学(オランダ)
    • 年月日
      2012-06-04
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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