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2次元物質ゲルマネンの実デバイス環境下における電子状態・輸送特性の理論研究

研究課題

研究課題/領域番号 16J10944
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 薄膜・表面界面物性
研究機関東京大学

研究代表者

NI ZEYUAN  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2017年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2016年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワード2D material / surface / interface / topological insulator / DFT / materials informatics / 2D Xene / WTe2 / substrate
研究実績の概要

The drawbacks of graphene stimulate scientists to investigate novel 2D materials beyond graphene. Germanene and stanene have various fascinating properties, such as the Dirac-cone, ultrahigh carrier mobility, and the quantum spin Hall effect (QSHE). While they have been synthesized on several substrates in experiment, there is still a lack of suitable substrates to preserve the attractive Dirac-cone and QSHE. By combining DFT with materials informatics, we have found several suitable substrates for germanene and stanene from more than 185, 000 entries in the database. The interaction between the substrate and the target 2D materials is equivalent to pseudoelectric field, as revealed by our model analysis. (Physical Review B, 96, 075427) Furthermore, we are implementing a machine learning approach to provide accurate and fast simulation of the deposition procedure of 2D materials.

In addition to the original plan, we also put our eyes on WTe2, a member of transition metal dichalcogenides (TMDs) family. It has been a rising star in 2D materials due to the exotic non-saturating magnetoresistance (MR) and the possible type-II Weyl cone. However, the study about the surface relaxation and surface electronic structure is insufficient in WTe2, especially for few layer slabs. To solve the problems, we have investigated the accurate surface relaxation and mechanically tunable electronic structure in few-layer WTe2 (Applied Physics Express, 10, 045702; ACS Nano, 11, 11459). The research about the mechanically tunable surface dipole found in few-layer WTe2 is in preparation.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Germanene and stanene on two-dimensional substrates: Dirac cone and Z2 invariant2017

    • 著者名/発表者名
      Z. Ni, E. Minamitani, Y. Ando, S. Watanabe
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 96 号: 7 ページ: 075427-075427

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.075427

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface structure of novel semimetal WTe22017

    • 著者名/発表者名
      K. Kawahara, Z. Ni, R. Arafune, T. Shirasawa, C.-L. Lin, E. Minamitani, S. Watanabe, M. Kawai, N. Takagi
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 10 号: 4 ページ: 0457021-4

    • DOI

      10.7567/apex.10.045702

    • NAID

      210000135826

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Visualizing Type-II Weyl Points in Tungsten Ditelluride by Quasiparticle Interference2017

    • 著者名/発表者名
      C.-L. Lin, R. Arafune, R.-Y. Liu, M. Yoshimura, B. Feng, K. Kawahara, Z. Ni, E. Minamitani, S. Watanabe, Y. Shi, M. Kawai, T.-C. Chiang, I. Matsuda, N. Takagi
    • 雑誌名

      Acs nano

      巻: 11 号: 11 ページ: 11459-11465

    • DOI

      10.1021/acsnano.7b06179

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Germanene and stanene on 2D substrates: Dirac-cone and Z2 invariant2017

    • 著者名/発表者名
      Zeyuan Ni, Emi Minamitani, Ando Yasunobu, Satoshi Watanabe
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Surface Science (ISSS-8)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Germanene and stanene on 2D substrates: Dirac-cone and Z2 invariant2017

    • 著者名/発表者名
      Zeyuan Ni, Emi Minamitani, Ando Yasunobu, Satoshi Watanabe
    • 学会等名
      IIRC-5
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Germanene and stanene on 2D substrates: Dirac-cone and Z2 invariant2016

    • 著者名/発表者名
      Zeyuan Ni, Emi Minamitani, Ando Yasunobu, Satoshi Watanabe
    • 学会等名
      Joint Symposium of the Surface Science Society of Japan and the Vacuum Society of Japan, SSVS2016
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Germanene and stanene on 2D substrates: Dirac-cone and Z2 invariant2016

    • 著者名/発表者名
      Zeyuan Ni, Emi Minamitani, Ando Yasunobu, Satoshi Watanabe
    • 学会等名
      CNT25
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2016-11-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Germanene and stanene on 2D substrates: Dirac-cone and Z2 invariant2016

    • 著者名/発表者名
      Zeyuan Ni, Emi Minamitani, Ando Yasunobu, Satoshi Watanabe
    • 学会等名
      The 19th Asian Workshop on First-Principles: Electronic Structure Calculations (ASIAN-19)
    • 発表場所
      Hsingchu, Taiwan
    • 年月日
      2016-10-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Theoretical Search for Suitable Substrates of Germanene and Stanene: Towards the Dirac-cone and Practical Application2016

    • 著者名/発表者名
      Zeyuan Ni, Emi Minamitani, Ando Yasunobu, Satoshi Watanabe
    • 学会等名
      Gordon Research Conference: Two Dimensional Electronics Beyond Graphene
    • 発表場所
      South Hadley, USA
    • 年月日
      2016-06-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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