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基板を利用した原子層薄膜の新たな電子物性発現への理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 26390063
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関お茶の水女子大学

研究代表者

小林 功佳  お茶の水女子大学, 基幹研究院, 教授 (80221969)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード薄膜 / 基板 / トポロジカル絶縁体 / 計算物理 / 電気伝導 / 表面界面電子物性 / 単原子層薄膜 / 計算物理学
研究成果の概要

基板を利用した原子層薄膜の新たな電子物性発現への理論的研究として、2次元トポロジカル結晶絶縁体に関する研究を行った。様々な単原子層薄膜と基板表面との組み合わせについて密度汎関数法を用いた数値計算を行った。その結果、2次元トポロジカル結晶絶縁体の系となる物質や条件を見出した。基板としては、単原子層薄膜と同じ結晶構造をしていて、単原子層薄膜との相互作用が強く、単原子層薄膜の格子定数よりもやや小さな格子定数をもつものが望ましいことがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、トポロジカル絶縁体に関する研究は理論、実験ともに盛んに行われており、新たな研究成果が数多く出ている。トポロジカル絶縁体に類似したトポロジカル結晶絶縁体は、2011年に提唱された新しい概念であり、それに関する研究は始まったばかりである。これまでに、3次元のトポロジカル結晶絶縁体は、現実に存在する物質で見つかっていた。しかし、2次元トポロジカル結晶絶縁体はこれまでに実現していない。2次元トポロジカル結晶絶縁体が実現する物質や条件を理論的に明らかにした本研究の成果は、2次元トポロジカル結晶絶縁体の実現に貢献するものと思われる。

報告書

(6件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Electronic states of SnTe and PbTe (001) monolayers with supports2015

    • 著者名/発表者名
      Katsuyoshi Kobayashi
    • 雑誌名

      Surface Science

      巻: 639 ページ: 54-65

    • DOI

      10.1016/j.susc.2015.04.009

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書 2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] IV-VI monolayers with alkaline-earth chalcogenide supports2016

    • 著者名/発表者名
      Katsuyoshi Kobayashi
    • 学会等名
      13th International Conference on Atomically Controlled Surfaces Interfaces and Nanostructures
    • 発表場所
      Rome
    • 年月日
      2016-10-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] IV-VI monolayers with alkaline-earth chalcogenide supports2016

    • 著者名/発表者名
      Katsuyoshi Kobayashi
    • 学会等名
      The 32th European Conference on Surface Science
    • 発表場所
      Grenoble
    • 年月日
      2016-08-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アルカリ土類金属カルコゲナイド表面上のIV-VI単原子層2016

    • 著者名/発表者名
      小林功佳
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      仙台, 東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ビスマスからなるトポロジカル結晶絶縁体2015

    • 著者名/発表者名
      小林功佳
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      大阪, 関西大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Theoretical calculation of electronic structures of SnTe and PbTe monolayers with supports2015

    • 著者名/発表者名
      Katsuyoshi Kobayashi
    • 学会等名
      The 29th European Conference on Surface Science
    • 発表場所
      Barcelona, International Convention Center
    • 年月日
      2015-08-31
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electronic States of SnTe and PbTe Monolayers with Supports2015

    • 著者名/発表者名
      Katsuyoshi Kobayashi
    • 学会等名
      21st International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems
    • 発表場所
      Sendai, International Center
    • 年月日
      2015-07-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electronic States of Two-Dimensional Topological Crystalline Insulators2015

    • 著者名/発表者名
      Katsuyoshi Kobayashi
    • 学会等名
      Symposium on Surface and Nano Science 2015
    • 発表場所
      Furano
    • 年月日
      2015-01-14 – 2015-01-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Electronic States of Two-Dimensional Topological Crystalline Insulators2014

    • 著者名/発表者名
      Katsuyoshi Kobayashi
    • 学会等名
      The 22th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy
    • 発表場所
      Atagawa
    • 年月日
      2014-12-11 – 2014-12-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 孤立していないトポロジカルクリスタル絶縁体薄膜の電子状態2014

    • 著者名/発表者名
      小林功佳
    • 学会等名
      第34回表面科学会学術講演会
    • 発表場所
      松江
    • 年月日
      2014-11-06 – 2014-11-08
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Electronic States of Non-freestanding Topological Crystalline Insulator Thin Films2014

    • 著者名/発表者名
      Katsuyoshi Kobayashi
    • 学会等名
      The 7th International Symposium on Surface Science
    • 発表場所
      Matsue
    • 年月日
      2014-11-02 – 2014-11-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2020-03-30  

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