| 研究課題/領域番号 |
19H02602
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
田中 悟 九州大学, 工学研究院, 教授 (80281640)
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| 研究分担者 |
神田 晶申 筑波大学, 数理物質系, 教授 (30281637)
小森 文夫 東京工業大学, 物質理工学院, 研究員 (60170388)
Anton V.Visikovs 九州大学, 工学研究院, 助教 (70449487)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2020年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2019年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
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| キーワード | グラフェン / エピタキシー / 電子状態 / ツイスト2層グラフェン / SiC / ツイスト２層グラフェン / モアレ / 角度制御 / 角度分解光電子分光 / CVDグラフェン / 剥離転写手法 / モアレ積層グラフェン / 転写 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
互いに面内回転したグラフェンを2層重ねると，新しい結晶概念であるモアレ系結晶となる．本研究では，SiC基板上に剥離が容易なグラフェンがエピタキシャル成長する「新CVD法」をベースとした新しい剥離・転写手法を用いて，回転角を自在に制御した大面積モアレ積層系グラフェンを作製し，それらの電子物性とキャリア輸送特性を検証・探索する．
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| 研究成果の概要 |
互いに面内回転した（ツイスト角度）グラフェンを2層重ねると，ツイスト２層グラフェン(TBG)となる．本研究では，SiC基板上のエピタキシャルグラフェン成長・剥離・転写手法を用いて，ツイスト角を制御したTBGを作製し，それらの電子物性を調べた．
１．ツイスト角度制御：グラフェンはSiCにエピタキシャル成長することから，2枚のSiC基板端面をそろえることで０°のTBGとなリ，更にステッピングモーターで0.1°の角度制御によって0.7~4.0°の範囲で角度制御が可能となった．
２．角度分解光電子分光(ARPES)を用いて電子状態の評価を行ったところ，各ツイスト角度の電子状態計算と良く合う結果を得た．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
TBGは超伝導を始めとする様々なユニークな物性が発現する場として大きな注目を浴びており，将来のデバイス応用への期待も高い．現状ではミクロンスケールの小片サンプルを用いた研究が主であり，サンプル品質にばらつきがあり，整合性のよい結果が得られていない．ツイスト角度は特に制御が困難であることから，学術的な議論を妨げる要因となっている．本研究で得られた大面積で，かつツイスト角度を制御したTBGを用いることにより，物性探索の範囲が大きく拡がり，新たな物性の発見に繋がる可能性がある．
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