Electron wave dynamics in ballistic transport device realized by BN and graphene system

BN和石墨烯系统实现的弹道输运装置中的电子波动力学

• 批准号: 15F15314
• 负责人: 青木 伸之
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-11-09 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15F15314/
• 关键词: グラフェン; 六方晶窒化ホウ素; 量子伝導現象; 化学気相成長法; 走査ゲート顕微法; エピタキシャルグラフェン; 化学気相成長法（CVD）; ドメイン境界; グラフェン量子ドット; 磁気力顕微鏡; プラズマエッチング; 窒化ホウ素（BN）; バリスティック伝導; 磁気伝導度ゆらぎ; 窒化ホウ素

（１）化学気相成長（CVD）法で作製されたグラフェンに対して細線状に加工を行った試料を作製し、低温にて走査ゲート顕微法（SGM）による観察を行った。不規則性の強いCVDグラフェンであっても量子干渉効果が観測され、それらは磁場や電場およびホットキャリアによって変調可能であることを見出した。低磁場印加によるSGM像の変化に対しては弱局在現象と量子干渉効果に基づいて解析を進め、磁気振動から見積もられる干渉領域と広がりと、試料構造との関係を議論した。（２）h-BN/単層グラフェン/h-BNサンドイッチ構造を有する試料の低温時期伝導現象を観測した。この構造により移動度は100,000 cm2/Vsまで劇的に上昇し、これにより準バリスティック伝導領域での量子干渉効果を議論することができるようになった。拡散伝導領域で観測されていたエルゴード理論（電場と磁場に対する伝導度ゆらぎが等価であるという理論）の破れが観測され、それがグラフェンにおける本質的な性質であることが示された。さらに磁場の印加により明瞭なシュブニコフ－ド・ハース振動が観測され、その解析からh-BN/グラフェン/h-BN系でのキャリアの位相緩和時間等について議論を行った。（３）低キャリア密度のエピタキシャルグラフェンの低温磁気伝導について観測し、電子－電子相互作用による温度依存性や、バリアブルレンジホッピング伝導、電荷トラップ現象、化学ドーピングによる半導体／金属転移現象の観測に成功した。

(1) Chemical vapor deposition (CVD) method is used to prepare samples for fine linear processing, low temperature examination and micro-method (SGM). Irregularity of CVD and quantum interference results in the detection of magnetic and electric fields Low magnetic field induced SGM image transformation is related to weak local phenomena, quantum interference effects, fundamental analysis, magnetic vibration, accumulation, and sample structure. (2) h-BN/H-BN layer structure and low temperature conduction phenomenon of samples were measured. This structure has a mobility of 100,000 cm2/Vs, and the quantum interference effect in the quasi-conductive field is discussed. The theory of dispersion and conductivity (electric field and magnetic field theory) is based on the nature of dispersion and conductivity. In addition, it is clear that the magnetic field is in the middle of the discussion, such as the phase relaxation time, etc. (3) Low temperature magnetic conduction, electron-electron interaction, temperature-dependent magnetic conduction, charge-dependent magnetic conduction and chemical-induced semiconductor/metal transition phenomena have been successfully measured.

项目成果

Thermal current-induced charge redistribution in wide CVD-grown grapheme constriction

宽 CVD 生长石墨烯收缩中热电流感应电荷重新分布

• 发表时间: 2016
• 作者: Chiashain Chuang;Tak-Pong Woo;Fan-Hung Liu;Masahiro Matsunaga;Yuichi Ochiai;Chi-Te Liang and Nobuyuki Aoki
• 通讯作者: Chi-Te Liang and Nobuyuki Aoki

国立標準局(米国)

国家标准局（美国）

Imaging coherent transport in chemical vapor deposition graphene wide constriction using scanning gate microscopy

使用扫描门显微镜对化学气相沉积石墨烯宽收缩中的相干传输进行成像

• 发表时间: 2016
• 作者: Chiashain Chuang;Tak-Pong Woo;Fan-Hung Liu;Masahiro Matsunaga;Yuichi Ochiai;Chi-Te Liang and Nobuyuki Aoki
• 通讯作者: Chi-Te Liang and Nobuyuki Aoki

Imaging coherent transport in chemical vapor deposition grapheme wide constriction by scanning gate microscopy

通过扫描门显微镜对化学气相沉积石墨烯宽收缩中的相干传输进行成像

• 发表时间: 2016
• 作者: Chianshain Chung;Masahiro Matsunaga;Fan-Hung Liu;Tak-Pong Woo;Li-Hung Lin;Bi-Yi Wu;Yuichi Ochiai;Chi-Te Liang;Nobuyuki Aoki
• 通讯作者: Nobuyuki Aoki

Thermal current-induced charge redistribution in wide CVD-grown graphene constriction

宽 CVD 生长石墨烯收缩中的热电流感应电荷重新分布

• 发表时间: 2016
• 作者: Chiashain Chuang;Tak-Pong Woo;Fan-Hung Liu;Masahiro Matsunaga;Yuichi;Ochiai;Chi-Te Liang and Nobuyuki Aoki
• 通讯作者: Chi-Te Liang and Nobuyuki Aoki