グラフェンへの高効率スピン注入の実現とスピン輸送特性の解明

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22760033
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 圓谷 志郎 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 任期付研究員 (40549664)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: グラフェン

研究概要

グラフェンへの高効率スピン注入の実現に向けた実験的研究を行った。顕微ラマン分光の測定により、単層グラフェンと2 層以上のグラフェンにおいて金属との相互作用の様相が異なることを明らかにした。さらに、化学気相蒸着法によるNi(111)薄膜上へのグラフェン成長中の結晶構造や表面化学組成のその場観察により、前駆体となるベンゼンの曝露量の最適化により、単層および2 層グラフェンの層数制御成長に成功した。これらの成果を基に、ボトムコンタクト型の面内グラフェン素子の作製に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Contact-induced Spin polarization in Graphene/h-BN/Ni Nanocomposites (2012)
  • 著者名/発表者名: P.V. Avramov, A.A. Kuzubov, S. Sakai, M. Ohtomo, S. Entani, Y. Matsumoto, H. Naramoto, P.B. Sorokin
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 巻: 112 ページ: 114303
  • DOI: DOI:10.1063/1.4767134
  • 査読あり
• [雑誌論文] High hydrogen-adsorption-rate material based on graphene decorated with alkali metals (2012)
  • 著者名/発表者名: L. Y. Antipina, P. V. Avramov, S. Sakai, H. Naramoto, M. Ohtomo, S. Entani, Y. Matsumoto, P. B. Sorokin
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 86 ページ: 085435
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.86.085435
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intrinsic Edge Asymmetry in Narrow Zigzag Hexagonal Heteroatomic Nanoribbons Causes their Subtle Uniform Curvature (2012)
  • 著者名/発表者名: P.V. Avramov, D. G. Fedorov, P. B. Sorokin, S. Sakai, S. Entani, M. Ohtomo, Y. Matsumoto, H. Naramoto
  • 雑誌名: J. Phyc. Chem. Lett. 巻: 3 ページ: 2003-2008
  • DOI: DOI:10.1021/jz300625t
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure determination of self-assembled monlayer on oxide surface by soft-X-ray standing wave (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Baba, A. Narita, T. Sekiguchi, I. Shimoyama, N. Hirao, S. Entani, S. Sakai
  • 雑誌名: e-J. Surf. Sci. Nanotech. 巻: 10 ページ: 69-73
  • URL: http://www.sssj.org/ejssnt
  • 査読あり
• [雑誌論文] Precise control of single- and bi-layer graphene growths on epitaxial Ni(111) thin film (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Entani, Y. Matsumoto, M. Ohtomo, P.V. Avramov, H. Naramoto, S. Sakai
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 巻: 111 ページ: 064324
  • DOI: DOI:10.1063/1.3694662
  • 査読あり
• [雑誌論文] Local structures and magnetic properties of Fullerene-Co systems studied by XAFS and XMCD analyses (2012)
  • 著者名/発表者名: I. Hojo, A. Koide, Y. Matsumoto, T. Maruyama, S. Nagamatsu, S. Entani, S. Sakai, T. Fujikawa
  • 雑誌名: J. Elect. Spect. Relat. Phenom. 巻: 185 ページ: 32-38
  • DOI: DOI:j.elspec.2011.11.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bias voltage dependence of tunneling magnetoresistance in granular C60-Co films with currentperpendicular-to-plane geometry (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Sakai, S. Mitani, Y. Matsumoto, S. Entani, P.V. Avramov, M. Ohtomo, H. Naramoto, K. Takanashi
  • 雑誌名: J. Magn. Magn. Mater. 巻: 324 ページ: 1970-1974
  • DOI: DOI:10.1016/j.jmmm.2012.01.033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferromagnetic interlayer coupling in C_<60>-Co compoud / Ni bilayer structure (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsumoto, S. Sakai, S. Entani, Y. Takagi, T. Nakagawa, H. Naramoto, P. Avramov, T. Yokoyama
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 巻: 511 ページ: 68-72
  • DOI: DOI:10.1016/j.cplett.2011.05.038
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ab initio LC-DFT study of graphene, multilayer graphene and graphite (2011)
  • 著者名/発表者名: P.V. Avramov, S. Sakai, S. Entani, Y. Matsumoto, H. Naramoto
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 巻: 508 ページ: 86-89
  • DOI: DOI:10.1016/j.cplett.2011.04.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interface Properties of Ag and Au/Graphene Heterostructures Studied by Micro-Raman Spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Entani, S. Sakai, Y. Matsumoto, T. Hao, H. Naramoto, Y. Maeda
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 50 ページ: 04DN03
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.5.04DN03
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of cotunneling and spin polarization on the large tunneling magnetoresistance effect in granular C_<60>-Co films (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Sakai, S. Mitani, I. Sugai, K. Takanashi, Y. Matsumoto, S. Entani, H. Naramoto, P. Avramov, Y. Maeda
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 83 ページ: 174422
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.83.174422
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interface Properties of Metal/graphene Hetero- structures Studied by Micro-Raman Spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Entani, S. Sakai, Y. Matsumoto, T. Hao, H. Naramoto, Y. Maeda
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 114 ページ: 20042-20048
  • DOI: DOI:10.1021/jp106188w
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin polarization of single-layer graphene epitaxially growon on Ni(111) thin film
  • 著者名/発表者名: S. Entani, M. Kurahashi, X. Sun, Y. Yamauchi
  • 雑誌名: Carbon 巻: (in press)
  • DOI: DOI:10.1016/j.carbon.2013.04.077
  • 査読あり
• [学会発表] X線定在波法によるグラフェン/サファイア界面の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 圓谷志郎
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] Atomic structure determination of the graphene/sapphire interface by normal incident X-ray standing wave spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: 圓谷志郎
  • 学会等名: 第44回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2013-03-12
• [学会発表] UHV-CVD growth of graphene for spintronic applications (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Entani
  • 学会等名: 4th International Meeting on Spins in Organic Semiconductor
  • 発表場所: クイーンメリー大学、英国
  • 年月日: 2012-09-10
• [学会発表] Growth of highly uniform graphene for spintronic applications (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Entani
  • 学会等名: 19th International Conference on Magnetics
  • 発表場所: BEXCO、韓国
  • 年月日: 2012-07-09
• [学会発表] Ni(111)およびCu(111)薄膜上のグラフェン成長と伝導特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 圓谷志郎
  • 学会等名: 2012 年春季第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Precise control of layer number in graphene grown on Ni(111) (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Entani
  • 学会等名: 2011 International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: 愛知県労働産業センター
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] グラフェンの精密層数制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 圓谷志郎
  • 学会等名: 第35回日本磁気学会学術講演会
  • 発表場所: 新潟コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-09-27
• [学会発表] 磁性金属表面上のグラフェン層数の精密制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 圓谷志郎
  • 学会等名: 2011 年秋季第72回応用物理学学術講演会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2011-08-02
• [学会発表] In-situ analysis of graphene growth process on magnetic metal thin film (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Entani
  • 学会等名: 2011 MRS Spring Meeting
  • 発表場所: モスコーニコンベンションセンター 米国
  • 年月日: 2011-04-28
• [学会発表] Graphene layers dependent vibrational property of metal-graphene heterostructures (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Entani
  • 学会等名: 2011 International Conference on Solid Devices and Materials
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2010-09-23