研究課題/領域番号 |
17069004
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研究機関 | 筑波大学 |
研究代表者 |
大塚 洋一 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 教授 (50126009)
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研究分担者 |
神田 晶申 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 講師 (30281637)
塚越 一仁 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノテクノロジー研究部門, 主任研究員 (50322665)
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キーワード | ナノ電極 / 単分子計測 / 微細加工 / 量子伝導 / メカニカルブレークジャンクション / グラフェン / ナノ炭素材料 / ジョセフソン接合 |
研究概要 |
1. MBJ法を用いた単分子伝導測定に関しては、Nb-H2-Nb架橋系の超伝導ポイントコンタクトスペクトロスコピーの結果を発表するとともに、高い透過率が報告されているベンゼン架橋系の実験を開始した。しかし、これまでのところ明確な結果を得るには至っていない。これまで報告された金属・有機分子架橋系のほぼすべてにおいてそのコンダクタンスは非常に小さい。高い伝導の可能性を求めてグラファイトを電極としたMBJ実験を行った。金属と比較して破断に要する変位は長く、これは結晶構造の違いに原因があると考えられる。電流・電圧特性には状態密度のエネルギー依存性を反映した構造の他、ゼロバイアス異常が見られる。 2. 多層グラフェンにおけるスピンバルブ効果を観測し、スピン信号のグラフェン抵抗依存性を理論と比較することによって、スピン緩和長が極めて長い(8ミクロン以上)ことを明らかにした。また、多層グラフェンの超伝導ジョセブソン接合では、超伝導臨界電流の特異な接合長さ、温度依存性を見出し、その原因について検討した。 3. ナノカーボン系の電気伝導を探索し、量子伝導を導き出すことを目的としてナノスケール周期を有するSiC上のグラフェンでの電気伝導を調べた。このグラフェンはSiC上のナノファセットを利用して成長させているため、特有の原子スケールステップ構造を有する。この原子ステップに注目し、電流の流れるチャネルをステップと平行あるいは垂直に形成し、それぞれの伝導チャネルに対する電界効果を詳細に調べ、ナノステップの電気伝導への影響と電気伝導の異方性を検出した。この結果から、数nmの原子ステップ上のグラフェンは原子スケール平坦面のグラフェンと比較して電界効果の小さい抵抗の大きなナノグラフェンを構成していることが分かった。
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