研究課題
基盤研究(B)
本研究では,六方晶窒化ホウ素(h-BN)と二層グラフェン(BLGr)で構成されるh-BN/BLGr/h-BN積層構造による高移動度化,およびスプリット型トップゲートとボトムバックゲートのデュアルゲート構造による電界閉じ込め型の量子ポイントコンタクト(QPC)構造を形成した。この積層構造に対してエッジコンタクトを実現した。このように形成したBLGr-QPC構造では,2e2/hを単位とするバレー偏極した量子化伝導度の観測に至った。また3層WSe2をチャネルとしたp型QPC構造を世界で初めて作製に成功し,ゼロ磁場でe2/hを単位とするバレーとスピンの両方の縮退が解けた伝導現象の観測に至った。
近年,トポロジカル現象への注目が高くなってきている中で,電荷・スピンに次ぐ自由度としてバレーの効果を利用したバレーとロニクスが注目されている。円偏光の光照射を,垂直電場の印加によりK点とK'点のバレーの対称性を意図的に崩すことで幾何学的位相(ベリー位相)に差が生じ,結果的に試料内部に内部磁場が発生し,これがホール効果に類似したバレーホール効果として観測されてきている。本研究では,スプリットゲート構造という電気的な制御法によりバレー偏極のみならずスピンまで偏極した電流を実現したことから,新たなスピントロニクス/バレートロにクスの実現に役立つ成果といえる。
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Nano Micro Small
巻: 2022 号: 13
10.1002/smll.202105753
Physical Review B
巻: 103 号: 24
10.1103/physrevb.103.l241410
Applied Physics Letters
巻: 118 号: 26 ページ: 263102-263102
10.1063/5.0052845
Nanotechnology
巻: 32 号: 32 ページ: 325603-325603
10.1088/1361-6528/abf6f1
Nano Letters
巻: 21 号: 18 ページ: 7534-7541
10.1021/acs.nanolett.1c01828
Physical Review Letters
巻: 126 号: 8 ページ: 086802-086802
10.1103/physrevlett.126.086802
巻: 32 号: 24 ページ: 245704-245704
10.1088/1361-6528/abeadb
巻: 31 号: 20 ページ: 205205-205205
10.1088/1361-6528/ab71b8
Carbon
巻: 154 ページ: 238-243
10.1016/j.carbon.2019.07.057
ACS Omega
巻: 4 号: 2 ページ: 4082-4090
10.1021/acsomega.8b03259
Journal of Nanomaterials
巻: 2018 ページ: 1-7
10.1155/2018/5174103
巻: 136 ページ: 211-216
10.1016/j.carbon.2018.04.067
https://adv.chiba-u.jp/nano/qnd/index.html
http://adv.chiba-u.jp/nano/qnd/index.html