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磁気光学測定によるグラフェンの超強磁場物性の開拓

公募研究

研究領域原子層科学
研究課題/領域番号 26107512
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
研究機関東京大学

研究代表者

中村 大輔  東京大学, 物性研究所, 助教 (70613628)

研究期間 (年度) 2014-07-10 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードグラフェン / 超強磁場 / サイクロトロン共鳴 / ランダウ準位 / ランダウ準位構造 / 電子相関
研究実績の概要

平成27年度は平成26年度に引き続き, 超強磁場領域でのグラフェンの磁気光学測定を行うとともに、グラフェンにとどまらず他の種類の原子層物質の合成を行っている研究グループと連携し, 超強磁場領域での磁気光学測定を試みることを目標としていた。この点に関しては、原子層科学領域外ではあるが新しく2グループとの共同研究を開始した。
台湾国立交通大学のLiu教授らのグループと、原子層物質である遷移金属ダイカルコゲナイド(WSe2、MoS2)の磁気光学測定による励起子およびバンドエッジがもたらす光吸収スペクトルの磁場による変化を調べた。
また、東大生産研究所の近藤研究室と共同研究を開始した。有機無機ハイブリッドの半導体材料であるメチルアンモニウムヨウ化鉛に関して、薄膜試料の磁気光吸収測定を行った。同物質は次世代太陽電池の材料候補として近年着目されており、光応答を担う励起子の束縛エネルギーに関する知見は重要であるが、様々な束縛エネルギーの値が報告されておりコンセンサスが得られていない。この問題の解明のため現在実験を継続中である。
原子層物質に関する国内外グループとの新たな共同研究がスタートした一方、グラフェンの磁気光学応答に関する研究は、データの解釈のために大阪大学の浅野教授をセミナーに招待した折に議論し、平成28年度の国際会議で発表をする予定である。目標の一つであった電圧バイアス下でのサイクロトロン共鳴測定までは実験技術的難しさから到達できなかったが、その前段階の実験として超強磁場領域における単層グラフェンの輸送特性を、非接触高周波測定によって調べることに成功した。異なるランダウ準位にキャリアが移り変わる際に生じる抵抗の変化と考えられる応答を観測し、この結果は平成27年度の国際会議RPGR2015(最近のグラフェンの研究に関する会議)において口頭発表を行った。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] National Taiwan Normal University(Taiwan)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] RF Conductivity Measurement for Quantum Transport of Graphene in Megagauss Field2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Nakamura, Katsunori Yagi, Kenjiro Hayashi, Shintaro Sato and Shojiro Takeyama
    • 学会等名
      7th annual Recent Progress in Graphene and Two-dimensional Materials Research Conference 2015 (RPGR2015)
    • 発表場所
      Lorne(Australia)
    • 年月日
      2015-10-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cyclotron Fermi velocity in CVD-grown graphene with different hole doping levels2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Nakamura, Takuya Numata, Katsunori Yagi, Kenjiro Hayashi, Shintaro Sato, and Shojiro Takeyama
    • 学会等名
      21st International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems (EP2DS-21)
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-07-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Megagauss cyclotron resonance in CVD-grown graphene with different hole doping2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Nakamura, Takuya Numata, Katsunori Yagi, Kenjiro Hayashi, Shintaro Sato, and Shojiro Takeyama
    • 学会等名
      11th International Conference on Research in High Magnetic Fields (RHMF 2015)
    • 発表場所
      Grenoble(France)
    • 年月日
      2015-07-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CaF2及びZnSe基板上p型CVD単層グラフェンの超強磁場下サイクロトロン共鳴2015

    • 著者名/発表者名
      沼田拓也, 中村大輔, 八木克典, 林賢二郎, 佐藤信太郎, 嶽山正二郎
    • 学会等名
      日本物理学会2015年 年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 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] SiC上グラフェンの超強磁場サイクロトロン測定2014

    • 著者名/発表者名
      中村大輔, 斎藤宏晃, 沼田拓也, 日比野浩樹, 嶽山正二郎
    • 学会等名
      大阪大学先端強磁場科研究センター 強磁場科学研究会 「強磁場が切り拓く物質科学のフロンテイア」
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2014-12-04 – 2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] CaF2及びZnSe基板上p型CVD単層グラフェンの超強磁場下サイクロトロン共鳴2014

    • 著者名/発表者名
      沼田拓也, 中村大輔, 八木克典, 林賢二郎, 佐藤信太郎, 嶽山正二郎
    • 学会等名
      大阪大学先端強磁場科研究センター 強磁場科学研究会 「強磁場が切り拓く物質科学のフロンテイア」
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2014-12-04 – 2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Megagauss Cyclotron Resonances in Graphene/SiC2014

    • 著者名/発表者名
      Shojiro Takeyama
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Recent Progress in Graphene Research
    • 発表場所
      Howard International House, Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2014-09-21 – 2014-09-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] p型CVD単層グラフェンの超強磁場サイクロトロン共鳴(Ⅱ)2014

    • 著者名/発表者名
      沼田拓也, 中村大輔, 八木克典, 林賢二郎, 佐藤信太郎, 嶽山正二郎
    • 学会等名
      日本物理学会2014年 秋季大会
    • 発表場所
      中部大学春日井キャンパス(愛知県春日井市)
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Megagauss Cyclotron Resonances in Monolayer and Bilayer Graphene/SiC2014

    • 著者名/発表者名
      S. Takeyama, H. Saito, T. Numata, D. Nakamura, H. Hibino
    • 学会等名
      The 21st International Conference on "High Magnetic Fields in Semiconductor Physics"
    • 発表場所
      Panama City Beach, Florida, USA
    • 年月日
      2014-08-03 – 2014-08-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] The cyclotron resonance of p-type CVD graphene/CaF2 or ZnSe in ultra-high magnetic fields2014

    • 著者名/発表者名
      Takuya Numata, Hiroaki Saito, Daisuke Nakamura, Katsunori Yagi, Kenjiro Hayashi, Shintaro Sato, Shojiro Takeyama
    • 学会等名
      The 21st International Conference on "High Magnetic Fields in Semiconductor Physics"
    • 発表場所
      Panama City Beach, Florida, USA
    • 年月日
      2014-08-03 – 2014-08-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-11-20   更新日: 2022-03-01  

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