Si結晶上のIn原子層における共有結合型のモアレ超構造：超大規模第一原理計算で実証

• 研究課題/領域番号: 24K08251
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
• 研究機関: 京都産業大学
• 研究代表者: 内田 和之 京都産業大学, 理学部, 教授 (10393810)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2026年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2025年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2024年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: 原子膜 / 結晶表面 / 第一原理計算 / モアレ

研究開始時の研究の概要

2次元超伝導系の希少な例として注目されている「Si結晶の(111)表面上のIn原子層」の真の原子構造が、従来に考えられていた√7×√3周期の構造ではなく実はそれに長周期の変調を課して得られるモアレ超構造なのではないだろうか?という仮説を立て、超大規模な第一原理計算により実証する。これによって従来のモデルが抱える「STM実験の結果を完全には再現できない」という問題点が克服され、この表面の原子構造が確定する。本研究は、この系の電子論的な応用研究の基礎を改めて確立するという工学的な重要性と、共有結合型の物質におけるモアレという物質科学の新しい視点を提示する理学的な面白さを兼ね備えている。