グラフェンナノデバイスにおける相対論的電子の量子輸送

石墨烯纳米器件中相对论电子的量子传输

基本信息

批准号：
07F07372
负责人：
樽茶清悟
金额：
$ 1.41万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、新しい材料として注目を浴びるグラフェンにおいて、ディラック方程式に従う相対論的電子による量子輸送現象とその物理を実験的に明らかにすることを目的としている。本年度の研究では、前年度に確立したダブルゲート構造の作成技術を応用して2層、および3層グラフェンのPN接合を作成し、その電気伝導特性を調べた。2層グラフェンのPN接合に関しては、通常の半導体で良く知られた整流特性を観測することを目的として実験に取り掛かった。これは、垂直電場の印加によって2層グラフェンにバンドギャップができることを利用したものであり、それにより新しいデバイス応用への道が一気に拓ける。現在、東京大学の共同研究者がその測定を進めているところである。3層グラフェンのPN接合では、電流がソースドレインバイアスに対して僅かに非対称になる様子を観測した。これは、おそらく3層グラフェンの非対称なバンド構造に由来し、線形なバンドと放物線型のバンドの端が一致していないことを示していると考えられる。これらのPN接合の研究に関しては、私の滞在中に全てを終えることができなかったが、予備的なデータは既に出始めており、今後の研究によってその電気伝導特性が明らかになっていくと考えている。また、こうした研究と並行して、より清浄なグラフェン試料の電気伝導を明らかにするために、グラフェンを基板からサスペンドした構造の作成にも取り組んだ。試料の作成を済ませたので、今後は東京大学の共同研究者が中心になってショット雑音の測定などに取り組む予定である。

这项研究旨在通过实验阐明相对论电子及其物理学引起的量子传输现象，这吸引了作为一种新材料的注意力。在今年的研究中，我们应用了上一年建立的双门结构生产技术，以创建两层和三层石墨烯的PN连接，并检查了它们的电导率特性。关于两层石墨烯的PN连接，我们开始进行实验，目的是观察普通半导体中众所周知的整流特性。通过垂直电场的应用，这在两层石墨烯中利用了带隙，该电场一口气打开了通往新设备应用程序的路径。目前，东京大学的合作者正在进行测量。在三层石墨烯的PN结中，我们观察到相对于源液偏置，电流变得略有不对称。这可能是从三层石墨烯的不对称带结构中得出的，表明线性和抛物线带的边缘不一致。尽管我在逗留期间无法完成所有这些PN连接研究，但初步数据已经开始出现，我相信未来的研究将揭示其电导率特征。与这些研究并行，我们还致力于创建一种结构，在该结构中，将石墨烯从底物悬挂下来，以阐明清洁石墨烯样品的电导率。现在已经准备好标本了，东京大学的合作者将领导主动地衡量射击噪声等。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Contact resistance in graphene-based devices

DOI：
10.1016/j.physe.2009.11.080
发表时间：
2010-02-01
期刊：
PHYSICA E-LOW-DIMENSIONAL SYSTEMS & NANOSTRUCTURES
影响因子：
3.3
作者：
Russo, S.;Craciun, M. F.;Tarucha, S.
通讯作者：
Tarucha, S.

Trilayer graphene is a semimetal with a gate-tunable band overlap

DOI：
10.1038/nnano.2009.89
发表时间：
2009-06-01
期刊：
NATURE NANOTECHNOLOGY
影响因子：
38.3
作者：
Craciun, M. F.;Russo, S.;Tarucha, S.
通讯作者：
Tarucha, S.

Tunable Band-structure in Double-Gated Graphene Trilayer

双栅石墨烯三层中的可调谐能带结构

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
M. F. Craciun;S. Russo;M. Yamamoto;J. B. Oostinga;A. F. Morpurgo;S. Tarucha
通讯作者：
S. Tarucha

Tunable Band-structurein Double-Gated Graphene Trilayer

双栅石墨烯三层中的可调谐能带结构

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
M. F. Craciun;S. Russo;M. Yamamoto;J. B. Oostinga;A. F. Morpurgo;S. Tarucha
通讯作者：
S. Tarucha

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DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
佐藤洋介;上田健人;武重有祐;鎌田大;Li Kan;Samuelson Lars;Xu H. Q.;松尾貞茂;樽茶清悟
通讯作者：
樽茶清悟

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DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
松尾貞茂;井本隆哉;横山知大;佐藤洋介;Lindemann Tyler;Gronin Sergei;Gardner Geoffrey;Manfra Michael;樽茶清悟;Taro Yamashita;Seigo Tarucha
通讯作者：
Seigo Tarucha