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磁性金属表面上の多層グラフェンのエピタキシャル成長と高効率スピン注入源への応用

研究課題

研究課題/領域番号 21860089
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関独立行政法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

圓谷 志郎  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 研究員 (40549664)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
2,652千円 (直接経費: 2,040千円、間接経費: 612千円)
2010年度: 1,248千円 (直接経費: 960千円、間接経費: 288千円)
2009年度: 1,404千円 (直接経費: 1,080千円、間接経費: 324千円)
キーワードグラフェン / エピタキシャル成長 / 分子スピントロニクス / ラマン分光
研究概要

本年度は、(1)グラフェンの成長法の検討、および(2)グラフェン・スピン素子作製の際に重要となるグラフェン/磁性金属界面の相互作用の調査を行った。(1)MgOやサファイヤなどの絶縁体単結晶基板上にコバルトまたはニッケル薄膜をエピタキシャル成長させ、ベンゼンを前駆体に用いた超高真空化学気相蒸着法によりグラフェンを成長した。ベンゼンの曝露量の調整によりグラフェンの成長速度を30min/ML程度に制御し、反射高速電子線回折(RHEED)の回折強度プロファイルの変化から、グラフェン成長過程のその場観察に成功した。さらに、コバルト、ニッケル層のエッチングによりエピタキシャル成長したグラフェンの任意基板上への転写を行った。(2)剥離法で作製したグラフェン(単層~数層)に種々の金属薄膜を蒸着し、金属-グラフェン相互作用を顕微ラマン分光により調べた。単層グラフェンと2層以上のグラフェンにおいて、金属との界面相互作用の様相が異なることを明らかにした。単層グラフェン-金属においては、化学結合的な強い相互作用が存在することがわかった。一方、グラフェンの層数が2層以上になると界面相互作用が物理吸着的に変化することを明らかにした。

報告書

(1件)
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2010 2009

すべて 学会発表 (6件)

  • [学会発表] 顕微ラマン分光法によるグラフェン/磁性金属界面の相互作用の評価2010

    • 著者名/発表者名
      圓谷志郎
    • 学会等名
      日本金属学会2010年春期(第146会)大会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2010-03-29
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Interface properties of graphene/magnetic metal heterostructures analyzed by micro-Raman spectroscopy2010

    • 著者名/発表者名
      Shiro Entani
    • 学会等名
      4^<th> International workshop on Spin Currents and 2^<nd> International workshop on Spin Caloritronics
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2010-02-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Graphene/magnetic metal interfaces studied by micro-Raman spectroscopy2009

    • 著者名/発表者名
      Shiro Entani
    • 学会等名
      International Symposium on Advanced Nanodevices and Nanotechnology
    • 発表場所
      Kaanapali
    • 年月日
      2009-12-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Interface electronic structure of graphene/manetic metal studied by micro-Raman spectroscopy2009

    • 著者名/発表者名
      Shiro Entani
    • 学会等名
      International IMR Workshop on Group IV Spintronics
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2009-10-06
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ラマン分光によるグラフェン/磁性金属界面の評価2009

    • 著者名/発表者名
      圓谷志郎
    • 学会等名
      第33回日本磁気学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学
    • 年月日
      2009-09-13
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] グラフェン/金属・絶縁体界面のラマン分光2009

    • 著者名/発表者名
      圓谷志郎
    • 学会等名
      第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2009-09-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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