| 研究課題/領域番号 |
18201028
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| 研究機関 | 独立行政法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
塚越 一仁 独立行政法人理化学研究所, 分子システムエレクトロニクス研究ユニット, ユニットリーダー (50322665)
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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)
沖仲 元毅 独立行政法人理化学研究所, 研究技術開発・支援チーム, 開発研究員 (80391902)
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| キーワード | 超薄膜 / グラファイト / 微細加工 / 界面 / 超伝導近接効果 |
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| 研究概要 |
2次元薄膜グラファイトの電気伝導探索と制御を目指して、素子形成技術および電気伝導の基礎検討を行った。この2次元超薄膜グラファイトはディラックコーン型の状態密度を有する低次元伝導システムであり、系に特有の伝導が期待できる。特に電子のコヒーレントな伝導が予見されており、微細加工によって引き出すことを目指している。この特性を引き出すために、バルクグラファイトから超薄膜グラファイトを取り出し電極を作製する技術を構築した。この超薄膜での電気伝導は、原料となるバルクグラファイトの作製条件に大きく依存することがわかった。また、電極金属の仕事関数とグラファイト材料の仕事関数の相対差に伝導特性が大きく依存することも明確になった。さらに、薄膜の微細加工技術を追求した。電子ビーム露光技術を使って微細構造を有するアルミニウムマスク薄膜をグラファイト上に形成し、このマスク薄膜の形成されていない部分を酸素プラズマエッチングによって除去した。このパターン化したグラファイト超薄膜に電極を形成して低温で電気伝導を計測したところ、系の電子状態の乱れに起因する伝導現象を見出すことに成功した。さらに電極材料に超伝導材を用いた素子においては、超伝導近接効果に起因する電流の検出に成功した。この超伝導近接電流においては、上記の電子系の乱れとの相関が現れ、コヒーレント伝導である超伝導近接効果と乱れ現象との密接な相関の研究を開拓することが出来るシステムであることが判明した。
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