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魔法角捩れ三層グラフェンにおける超伝導対称性の解明

阐明魔角扭曲三层石墨烯的超导对称性

基本信息

批准号：
22K03523
负责人：
田縁俊光
金额：
$ 2.66万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

結晶方位をある角度だけずらして積層させる捩れグラフェンは、超伝導に代表される興味深い物性が発見されて以来爆発的に研究が進展している。捩れ角が魔法角と呼ばれる角度をなすときに形成される孤立した非常に狭いバンド幅を持つ平坦バンドがこれらの物性の舞台となる。積層の枚数が増えるにつれて積層の自由度が増え、特に魔法角捩れ三層グラフェンMATTGにおいて発現する超伝導はペアリング対称性がスピン三重項状態を形成している可能性が示唆されており、注目されている。本研究の目的はこのMATTGのペアリング対称性の解明である。初年度である2022年度は効率的に捩れグラフェン試料を作製するための条件を決定することである。まず従来型のエッジ検出法や現代的なニューラルネットワークによる検出法による画像認識を用いて単層グラフェンを検出するシステム開発を行った。結果として、検出成功率は十分ではないもののグラフェンを検出することに成功した。次に試料整形に必要なエッチング装置で化学エッチングが起こる条件決定を行った。ターゲット試料は機械的に劈開したグラファイト結晶と六方晶窒化ホウ素(hBN)の薄片を上からこの順に積層した複合試料である。これをシリコン基板上に転写して、レジストやメタルで部分的にマスクをした試料を準備した。物理エッチングが起こるとターゲット試料のみならず基板もエッチングされてデバイス不良が起こり、パターニングに使用するレジストが硬化してリフトオフ困難となる問題がある。そこで化学エッチングを実現するためバレル型プラズマエッチング装置で出力を絞った加工を試みた。結果として、レジスト硬化の問題は解決したが、物理エッチングと化学エッチングが両方起こっており、実際化学エッチングのみが起こった場合に期待される選択的エッチング（グラファイトとhBNでエッチングレートが異なる）は実現しなかった。

The crystal orientation, angle, and thickness of the layers represent the progress in the study of explosion since the discovery of deep physical properties. The angle of transition is the magic angle. The angle of transition is the isolated angle. The angle of transition is the very narrow angle. The angle of transition is the flat angle. The angle of transition is the stage. The number of layers increases, the degree of freedom of layers increases, the special magic angle transition occurs, the superconductivity decreases, the symmetry increases, the triplet state forms, the possibility increases, the attention increases. The purpose of this study is to clarify the symmetry of MATTG. The conditions for the preparation of samples for the first year and the second year of 2022 are determined. The new type of search method and the modern search method are used for the development of the image recognition system. The results show that the success rate of the test is 10%. The necessary conditions for sample shaping are determined by chemical equipment. The mechanical cleavage of the sample and the crystallization of the hexagonal crystalline material (hBN) were studied. The first step is to prepare for the test. The physical properties of the substrate are difficult to be hardened due to the presence of defects in the substrate. The chemical industry has been developing rapidly since 1998. As a result, the problem of material hardening has been solved, physical and chemical engineering have begun to work together, and the long-awaited selection of engineering (e-engineering and hBN e-engineering can be different) has been realized.