高次対称性を持つひずみ誘起ゲージ場によるグラフェンのハイパーマテリアル化

• 研究領域: ハイパーマテリアル：補空間が創る新物質科学
• 研究課題/領域番号: 22H04583
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 友利 ひかり 筑波大学, 数理物質系, 助教 (30740667)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 採択後辞退 (2023年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: グラフェン / 歪み / 格子ひずみ

研究開始時の研究の概要

グラフェンは炭素原子が蜂の巣状に並んだ原子層物質である。本研究では、このような高次対称性を持たないグラフェンに対し、高次対称性を持つポテンシャルを導入することによって、グラフェンのハイパーマテリアル化の可能性を探索する。
『本来の周期性とは異なる高次元の対称性を付加する』という本研究の試みは、準結晶科学が対象とする物質の裾野を広げ、新物質の創製・新現象の発現に繋がることが期待される。

研究実績の概要

グラフェンのバンド構造を変調させ、特異な物理現象を発現させるアプローチとして、「格子ひずみによって誘起されるゲージ場」を用いる方法がある。申請者は、これまでに独自手法を用いてグラフェンに周期的なひずみを導入し、ひずみ誘起ゲージ場による電気伝導特性の変調を観測してきた。
本研究提案では、導入するひずみの周期性の枠組みを広げ、高次元の対称性を持つひずみをグラフェンに導入する。さらに、電気伝導測定によって高次対称性の効果を検出することで、グラフェンのハイパーマテリアル化の可能性を探ることを目的としている。
昨年度は、グラフェンに対して非周期的に変調する歪みを導入する手法の改良を行なった。電子線リソグラフィーによりシリコン基板上にネガ型レジストの微細な凹凸構造を形成し、その上にグラフェンを貼り付けることで歪みを導入した。測定装置の移動や電子線描画装置のトラブルにより、試料の電気伝導測定までには至らなかったものの、必要な周辺技術の開発を行うことができた。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。