| 研究課題/領域番号 |
21H01749
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究機関 | 東京電機大学 |
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研究代表者 |
森山 悟士 東京電機大学, 工学部, 教授 (00415324)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| キーワード | グラフェン / 超格子 / 六方晶窒化ホウ素 / TMDC / 量子輸送 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、グラフェンと六方晶窒化ホウ素（Hexagonal boron nitride: hBN）の積層構造で形成されるモアレ超格子系をチャネルとした電子素子を開発する。2021年度は積層構造作製の実験環境を拡充し、より高いスループットでの原子層積層構造作製を実現した。また、電子素子評価のための極低温・強磁場・低ノイズ測定環境を構築した。
2022年度は、この確立した素子作製プロセスと計測環境を用いて、複数のグラフェン/hBNへテロ構造素子を作製し、その磁気輸送特性を実施した。特に単層グラフェンを2枚、角度をずらして積層したツイスト2層グラフェン、2層グラフェンを2枚、同様に角度をずらして積層したツイスト2層-2層グラフェンの作製に成功し、低温・強磁場下での量子輸送特性評価から積層構造に依存した量子ホールプラトーの観測など、特有の量子輸送現象を観測することに成功した。さらに2層グラフェン/hBNヘテロ構造素子において、伝導チャネルを制御するための複数の微細ゲートを素子に組み込み、ゼロ磁場下における量子化コンダクタンスの観測と微細ゲートによる量子化コンダクタンスの制御を実証した。また2次元半導体材料として、二テルル化モリブデン(MoTe2)を用いた電子デバイスの作製に着手した。原子層積層構造を用いた、MoTe2へのグラファイト電極形成、微細工技術を用いた素子作製プロセスの確立、トランジスタ動作の実証に成功した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究計画通り、複数の原子層積層構造素子作製と極低温・強磁場・低ノイズ測定環境下での電気伝導特性、磁気輸送特性評価に成功しており、おおむね順調に進展していると考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後はグラフェンおよびMoTe2とhBNを組み合わせ、各原子層材料の積層角度や層数を制御した様々な原子層積層構造の作製と電子輸送特性評価を実施する。そして得られた研究成果について学会発表を行う。
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