|
本研究課題ではSiC(0001)基板上に成長させたゼロ層グラフェンと基板間にパラジウム(Pd)原子をインターカレート(挿入)させて，その構造と電子状態を調べた．まずゼロ層の上に真空中でPd原子を蒸着して試料を加熱するとPd原子がインターカレートされることを確認した．走査トンネル顕微鏡でインターカレートした後の表面を観察すると，最表面に存在するグラフェンの格子以外にモアレパターンは観察されなかったため，インターカレートしたPd原子は結晶になっていないと考えられた．Pd原子の量が少ない場合には基板のテラス上にPd原子がインターカレートした領域が独立に存在した．インターカレートさせる研究では原子がインターカレートする経路が問題になることがあるが，この結果からPd原子はテラス上からインターカレートすることが分かった．
さらにX線光電子分光と角度分解X線光電子分光により内殻電子の電子状態と価電子帯の分散関係を調べた．その結果Pd原子がインターカレートするとK bar点周りでディラックコーンが新たに現れたことから，Pd原子のインターカレートによってゼロ層が電気的に理想的なグラフェンになったことを確認できた．ディラック点の位置はフェルミエネルギーと一致していることから，Pd原子とグラフェン間に電荷の移動はなく，Pd原子のインターカレートによって中性のグラフェンが得られたと言える．これは金属原子をインターカレートした研究としては初めての結果である．C1s，Si2pおよびPd3d内殻電子のスペクトルが等しい量だけ化学シフトしていることから，Pd原子と基板間で電荷移動が起きたことが分かった．
最終年度はこれらの成果を学会で発表するとともに学術雑誌に論文として発表した．また透過型電子顕微鏡でPd原子がインターカレートした断面の観察を行った．断面観察の結果はまだ出ていない．
|
