| 研究課題/領域番号 |
20H00328
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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 |
中区分28:ナノマイクロ科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 北陸先端科学技術大学院大学 |
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研究代表者 |
高村 由起子 (山田由起子) 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (90344720)
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| 研究分担者 |
吉田 靖雄 金沢大学, 数物科学系, 准教授 (10589790)
深谷 有喜 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主幹 (40370465)
尾崎 泰助 東京大学, 物性研究所, 教授 (70356723)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
44,330千円 (直接経費: 34,100千円、間接経費: 10,230千円)
2023年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
2022年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
2021年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
2020年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
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| キーワード | 二次元材料 / フラットバンド / 走査プローブ顕微鏡 / 全反射高速陽電子回折 / 第一原理電子状態計算 / 角度分解光電子分光 / 薄膜 / エピタキシー / 超薄膜 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
電子が材料中で質量ゼロの相対論的粒子の様に振る舞うとみなせる電子状態を有するグラフェンやトポロジカル絶縁体が注目される一方で，その対極にある平坦（フラット）な電子状態をもつ材料「フラットバンドマテリアル」の探索が始まった．本研究課題では，新しいフラットバンド材料として期待される二次元格子群の微細構造制御と，それに付随する電子状態変化の解析に実験と理論計算の両面から協奏的に取り組む．
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| 研究成果の概要 |
電子が材料中で質量ゼロの相対論的粒子の様に振る舞うとみなせる線形分散電子状態を有するグラフェン等が注目される一方で、分散のない平坦な電子状態をもつ材料「フラットバンドマテリアル」が注目されている。フラットバンドは強磁性や超伝導の発現に寄与すると考えられている。カゴメ格子等の仮想二次元格子のバンド構造にフラットバンドが現れることは知られていたが、これらの二次元格子を理想的な形で内包する結晶が限られることから、実験的な報告例は少ない。本研究では、新しい構造の二次元フラットバンドマテリアルを提案・実現し、その性質を実験的に調べることに成功した。また、フラットバンドマテリアルの新たな構築法を提案した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
仮想的で厚みのない二次元格子のバンド構造にフラットバンドが現れることは、従来の理論研究の結果から知られていた。本研究では、新しく提案された二原子分に相当する厚みのあるフラットバンドが発現する二次元結晶構造を実現し、その構造と電子状態の関係、低温における構造変化などを明らかにした。この研究を通じて、二次元フラットバンドマテリアルの候補となる結晶構造が増加した上に、それらには、厚み方向の原子間距離などにより電子状態制御が可能となるなど従来の仮想的二次元格子にはない性質があるため、今後の発展が期待できる。
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