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歪み誘起ゲージ場を用いたグラフェンのエネルギーギャップの生成と制御

研究課題

研究課題/領域番号 25286021
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 ナノ材料工学
研究機関筑波大学

研究代表者

神田 晶申  筑波大学, 数理物質系, 准教授 (30281637)

連携研究者 吾郷 浩樹  九州大学, 先導物質科学研究所, 准教授 (10356355)
大塚 洋一  筑波大学, 数理物質系, 教授 (50126009)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
19,760千円 (直接経費: 15,200千円、間接経費: 4,560千円)
2015年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2014年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2013年度: 12,740千円 (直接経費: 9,800千円、間接経費: 2,940千円)
キーワードナノ材料 / グラフェン / 電界効果トランジスタ / 格子ひずみ / 伝導ギャップ / バンドギャップ / 歪み効果 / 擬似磁場
研究成果の概要

炭素原子の2次元結晶であるグラフェンには、格子歪みによって伝導電子がベクトルポテンシャルを感じるという特別な性質がある。これをうまく使うとグラフェンに大きな伝導ギャップを誘起できるという理論予測があり、格子ひずみは高性能グラフェントランジスタ実現のための基盤技術となる可能性がある。本研究では、制御性良くグラフェンに格子ひずみを導入し、その電気伝導を評価するための様々な試料作製方法を開発した。その結果、局所1軸格子ひずみ、周期的1軸ひずみ(ひずみ超格子)による伝導ギャップの生成を電気伝導によって観測することに初めて成功した。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 学会発表 (45件) (うち国際学会 13件、 招待講演 4件)

  • [学会発表] Semiconducting Electron Transport in Graphene Induced by Periodic Uniaxial Strain2016

    • 著者名/発表者名
      Rineka Hiraide, Hiroki Sonoda, Shoma Higuchi, Hikari Tomori, Akinobu Kanda
    • 学会等名
      Seventeenth International Conference on the Science and Application of Nanotubes and Low-dimensional Materials
    • 発表場所
      University of Vienna (Austria)
    • 年月日
      2016-08-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Introducing Uniaxial Local Strain to Graphene Encapsulated with hBN2016

    • 著者名/発表者名
      Hikari Tomori, Rineka Hiraide, Youiti Ootuka, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, and Akinobu Kanda
    • 学会等名
      Seventeenth International Conference on the Science and Application of Nanotubes and Low-dimensional Materials
    • 発表場所
      University of Vienna (Austria)
    • 年月日
      2016-08-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Strain-induced Semiconducting Electron Transport in Graphene Field Effect Devices2016

    • 著者名/発表者名
      Shoma Higuchi, Hiroki Rineka Hiraide, Hiroki Sonoda, Shoma Higuchi, Hikari Tomori, Akinobu Kanda
    • 学会等名
      The 43rd International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS)
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県富山市)
    • 年月日
      2016-06-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Introducing Uniaxial Local Strain to Graphene Encapsulated with hBN2016

    • 著者名/発表者名
      Hikari Tomori, Rineka Hiraide, Youiti Ootuka, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, and Akinobu Kanda
    • 学会等名
      The 43rd International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS)
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県富山市)
    • 年月日
      2016-06-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Introducing lattice strain to graphene encapsulated in hBN2016

    • 著者名/発表者名
      H. Tomori, R. Hiraide, Y. Ootuka, K. Watanabe, T. Taniguchi, A. Kanda
    • 学会等名
      APS March Meeting 2016
    • 発表場所
      Baltimore Convention Center (USA)
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electron Transport in Densely-Packed Graphene Nanoribbons Formed on a CorrugatedSiC Surface2015

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka, K. Fukuma, K. Morita, S. Hayashi, T. Kajiwara, A. Visikovskiy, S. Tanaka, A. Kanda
    • 学会等名
      International Symposium on Advanced Nanodevices and Nanotechnology (ISANN 2015)
    • 発表場所
      Hilton Waikoloa Village (USA)
    • 年月日
      2015-11-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Inducing Strain to Encapsulated Graphene2015

    • 著者名/発表者名
      H. Tomori, R. Hiraide, Y. Ootuka, K. Watanabe, H. Taniguchi, A. Kanda
    • 学会等名
      International Symposium on Advanced Nanodevices and Nanotechnology (ISANN 2015)
    • 発表場所
      Hilton Waikoloa Village (USA)
    • 年月日
      2015-11-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Inducing Strain to Encapsulated Graphene2015

    • 著者名/発表者名
      H. Tomori, R. Hiraide, Y. Ootuka, K. Watanabe, H. Taniguchi and A. Kanda
    • 学会等名
      28th International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県富山市)
    • 年月日
      2015-11-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SiC傾斜面に形成されたグラフェンナノリボンの電気伝導2015

    • 著者名/発表者名
      田中宏和, 福間洸平, 森田康平, 林真吾, 梶原隆司, A. Visikovskiy, 田中悟, 神田晶申
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] レジストナノ構造への転写によってひずみを導入したグラフェンの電気伝導2015

    • 著者名/発表者名
      平出璃音可, 友利ひかり, 大塚洋一, 神田晶申
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] BN上グラフェンへの局所1軸ひずみ導入法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      友利ひかり, 平出璃音可, 大塚洋一, 林正彦, 吉岡英生, 渡辺賢司, 谷口尚, 神田晶申
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] SiCファセット上のグラフェン横方向超格子の形成と物性(1)2015

    • 著者名/発表者名
      田中悟、福間洸平、林真吾、梶原隆司、Visikovskiy Anton1、飯盛拓嗣、家永紘一郎、矢治光一郎、中辻寛、小森文夫、田中宏和、神田晶申、Cuong Nguyen Thanh、岡田晋
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] SiCファセット上のグラフェン横方向超格子の形成と物性(2)2015

    • 著者名/発表者名
      福間洸平、林真吾、梶原隆司、Visikovskiy Anton、田中悟、飯盛拓嗣、家永紘一郎、矢治光一郎、中辻寛、小森文夫、田中宏和、神田晶申、Cuong Nguyen Thanh、岡田晋
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Formation of Graphene with Controlled Uniaxial Local Strain and Its Electron Transport2015

    • 著者名/発表者名
      R. Hiraide, H. Tomori, Y. Ootuka, and A. Kanda
    • 学会等名
      21st International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems
    • 発表場所
      Sendai International Center(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-07-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electron Transport in Graphene Nanoribbons Placed on a Corrugated SiC Surface2015

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka, K. Fukuma, K. Morita, S. Hayashi, T. Kajiwara, A. Visikovskiy, T. Iimori, K. Ienaga, K. Yaji, K. Nakatsuji, F. Komori, N. T. Cuong, S. Okada, S. Tanaka, and A. Kanda
    • 学会等名
      21st International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems
    • 発表場所
      Sendai International Center(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-07-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quasi-one-dimensional graphene nanostructure on corrugated SiC surfaces2015

    • 著者名/発表者名
      S. Tanaka, K. Fukuma, K. Morita, S. Hayashi, T. Kajiwara, A. Visikovskiy, T. Iimori, K. Ienaga, K. Yaji, K. Nakatsuji, F. Komori, H. Tanaka, A. Kanda, N. T. Cuong, and S. Okada
    • 学会等名
      17th International Conference on Modulated Semiconductor Structures
    • 発表場所
      Sendai International Center(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-07-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電子デバイス応用に向けたグラフェン研究の最近の進展2015

    • 著者名/発表者名
      神田晶申
    • 学会等名
      平成27年度TIMS研究交流会
    • 発表場所
      筑波大学(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2015-07-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Semiconducting characteristics in self-ordered quasi-one dimensional graphene lateral superlattice2015

    • 著者名/発表者名
      S. Tanaka, K. Fukuma, K. Morita, S. Hayashi, T. Kajiwara, A. Visikovskiy, T. Iimori, K. Ienaga, K. Yaji, K. Nakatsuji, F. Komori, H. Tanaka, A. Kanda, N. T. Cuong, and S. Okada
    • 学会等名
      The Sixteenth International Conference on the Science and Application of Nanotubes (NT15)
    • 発表場所
      Nagoya University (愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-06-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electron transport in graphene with one-dimensional local strain2015

    • 著者名/発表者名
      Hikari Tomori, Rineka Hiraide, Hirokazu Tanaka, Yu Ito, Kenta Katakura, Yoiti Ootuka, Akinobu Kanda
    • 学会等名
      Graphene Week 2015
    • 発表場所
      University Place, University of Manchester (UK)
    • 年月日
      2015-06-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 空間変化するひずみのあるグラフェンの電気伝導特性2015

    • 著者名/発表者名
      友利ひかり,平出璃音可,田中宏和,伊藤優,片倉健太,大塚洋一,神田晶申
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 架橋構造のグラフェン・ナノリボンにおける形状による歪みのコントロール2015

    • 著者名/発表者名
      林正彦,吉岡英生,友利ひかり,神田晶申
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Strain-Engineered Electron Transport in Graphene2015

    • 著者名/発表者名
      Akinobu Kanda
    • 学会等名
      2015 CENIDE-CNMM-TIMS Joint Symposium on Nanoscience and -technology
    • 発表場所
      University of Duisburg-Essen (Germany)
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Improved method of inducing local strain in graphene for FET application2015

    • 著者名/発表者名
      R. Hiraide, H. Tomori, Y. Ootuka, A. Kanda
    • 学会等名
      2015 CENIDE-CNMM-TIMS Joint Symposium on Nanoscience and -technology
    • 発表場所
      University of Duisburg-Essen (Germany)
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] SiC高指数面ファセット上に現れるグラフェン擬1次元構造2015

    • 著者名/発表者名
      林真吾,森田康平,梶原隆司,ビシコフスキー アントン,飯盛拓嗣,小森文夫,田中宏和,神田晶申,田中悟
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川)
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Electron transport in graphene with uniaxial local strain2015

    • 著者名/発表者名
      H. Tomori, R. Hiraide, H. Tanaka, Y. Ito, K. Katakura, Y. Ootuka and A. Kanda
    • 学会等名
      APS March Meeting 2015
    • 発表場所
      Henry B. Gonzalez Convention Center (San Antonio, USA)
    • 年月日
      2015-03-02 – 2015-03-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] SiC上グラフェンの伝導測定2015

    • 著者名/発表者名
      神田晶申
    • 学会等名
      第7回九大グラフェン研究会
    • 発表場所
      九州大学応用力学研究所
    • 年月日
      2015-02-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ひずみ誘起ゲージ場を用いた単原子層膜の伝導制御とエレクトロニクス応用2014

    • 著者名/発表者名
      友利ひかり,平出璃音可,田中宏和,大塚洋一,神田晶申
    • 学会等名
      グラフェンの電気伝導に関する勉強会
    • 発表場所
      奈良女子大学
    • 年月日
      2014-12-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Electron Transport in Graphene FETs with Small Spatial Variation of One-Dimensional Local Strain2014

    • 著者名/発表者名
      H. Tomori, R. Hiraide, H. Tanaka, K. Katakura, Y. Itou, Y. Ootuka and A. Kanda
    • 学会等名
      27th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2014)
    • 発表場所
      ヒルトン福岡シーホーク(福岡市)
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 周期的1軸ひずみを導入したグラフェン電界効果トランジスタ構造の作製と電気伝導評価2014

    • 著者名/発表者名
      平出璃音可,田中宏和,片倉健太,大塚洋一,友利ひかり,神田晶申
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 緩やかに変化する1軸局所ひずみを導入したグラフェンの電気伝導特性2014

    • 著者名/発表者名
      友利ひかり,平出璃音可,田中宏和,大塚洋一,神田晶申
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] グラフェンにおける局所格子ひずみによる物性制御2014

    • 著者名/発表者名
      神田晶申
    • 学会等名
      第82回表面科学研究会 原子膜研究の最前線
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2014-07-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Electron transport in graphene with one-dimensional local strain induced by dielectric nanostructures2014

    • 著者名/発表者名
      Akinobu Kanda, Hikari Tomori, Youiti Ootuka
    • 学会等名
      CECAM Workshop on graphene's strain engineering: Establishing connections between Condensed Matter Physics, Relativistic Quantum Field Theory, and Computational Mechanics
    • 発表場所
      ETH, Zurich, Switzerland
    • 年月日
      2014-07-14 – 2014-07-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Introduction of designed local strain to graphene using dielectric nanostructures2014

    • 著者名/発表者名
      Hikari Tomori, Youiti Ootuka, Akinobu Kanda
    • 学会等名
      CECAM Workshop on graphene's strain engineering: Establishing connections between Condensed Matter Physics, Relativistic Quantum Field Theory, and Computational Mechanics
    • 発表場所
      ETH, Zurich, Switzerland
    • 年月日
      2014-07-14 – 2014-07-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Relationship between Transport Properties and Raman Spectra in Electron Beam Irradiated Graphene2014

    • 著者名/発表者名
      Hikari Tomori
    • 学会等名
      APS March Meeting 2014
    • 発表場所
      Denver (USA)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] グラフェンのラマンスペクトルと電気伝導特性の関係2014

    • 著者名/発表者名
      友利ひかり
    • 学会等名
      第61回春季応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学(神奈川)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] グラフェンの電気伝導における形状効果について2014

    • 著者名/発表者名
      林正彦
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] グラフェンの電気伝導特性とラマンスペクトルの関係2014

    • 著者名/発表者名
      友利ひかり
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Comparison of Electron Transport in Graphene with Uniform and Nonuniform One-dimensional Strain2013

    • 著者名/発表者名
      Hikari Tomori
    • 学会等名
      The 40th International Symposium on Compound Semiconductors
    • 発表場所
      Kobe (Japan)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Electron transport in graphene with one dimensional local strain2013

    • 著者名/発表者名
      Hikari Tomori
    • 学会等名
      20th International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems (EP2DS-20)
    • 発表場所
      Wroclaw (Poland)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Electronic transport measurement and Raman spectroscopy of e-beam irradiated graphene2013

    • 著者名/発表者名
      Hikari Tomori
    • 学会等名
      5th International Conference on Recent Progress in Graphene Research (RPGR2013)
    • 発表場所
      Tokyo (Japan)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Introducing Nonuniform Strain to Graphene without e-beam Damage2013

    • 著者名/発表者名
      Hikari Tomori
    • 学会等名
      2013 JSAP-MRS Joint Symposia
    • 発表場所
      Kyoto (Japan)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Relationship between Transport Properties and Raman Spectra in Graphene Field Effect Devices2013

    • 著者名/発表者名
      Hikari Tomori
    • 学会等名
      2013 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2013)
    • 発表場所
      Fukuoka (Japan)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Inducing Local Strain in Graphene without Direct E-beam Exposure2013

    • 著者名/発表者名
      Hikari Tomori
    • 学会等名
      26th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2013)
    • 発表場所
      Sapporo (Japan)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Electron Beam Irradiation on Raman Spectra and Transport Properties in Graphene2013

    • 著者名/発表者名
      Akinobu Kanda
    • 学会等名
      26th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2013)
    • 発表場所
      Sapporo (Japan)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Effect of electron beam irradiation on Raman spectra and transport properties in graphene2013

    • 著者名/発表者名
      Akinobu Kanda
    • 学会等名
      International Symposium on Advanced Nanodevices and Nanotechnology (ISANN 2013)
    • 発表場所
      Kauai (USA)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

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