構造緩和現象による1層グラフェン2次元モアレ超格子の作製と物性探索

利用结构弛豫现象制备单层石墨烯二维莫尔超晶格并探索物理性质

• 批准号: 22KJ2445
• 负责人: 今村 均
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2445/
• 关键词: １次元周期リップルグラフェン; 擬磁場

令和4年度は6R3buffer層上ツイスト転写グラフェンを作製し、構造・電子状態の観察をおこなった。計画ではサンプルの作製及びラマン分光分析、LEED、SPA-LEEDを用いた歪み量の評価を行う予定であり、これらは達成された。ラマン分光分析からはマクロな歪み量が評価され、通常の熱分解法により作製される6R3buffer層上グラフェン（非ツイスト）と比較して歪み量が少ないことが確認された。LEED測定によりグラフェンは6R3buffer層に対して2度相互回転（ツイスト）していることが確認された。ラマン分光分析、LEED測定ができる程度の大面積なサンプルを作製できたことから、計画では令和5年度に行う予定だった東大物性研のARPESにて電子状態の観察を行った。その結果、グラフェンのディラックコーンにはTBGで見られたレプリカバンドやディラックコーンの変調は見られなかった。6R3buffer層は面直方向の構造の揺らぎが大きいことが知られており、TBGの場合と異なり転写グラフェンが十分に密着せず、当初予想していた構造・電子状態の意義ある変調が見られなかったものと考えられる。この結果から、当該の方法では目的のグラフェン2次元モアレ歪み超格子を得られないと判断し、異なる方法でグラフェンに周期歪みを導入することを目指した。グラフェンが1次元周期リップル構造を持つと歪みが1次元的に導入され、擬磁場によりフラットバンドが形成することが計算により予測されている。これは当初の課題と同様、量子多体効果の新しい場となる可能性がある。そこで、4H-SiCのm面が1次元的な1 nm周期の凹凸構造を持っていることに着目し、この上にグラフェンを転写することでグラフェンの1次元周期リップル構造化を目指した。

In the fourth year, the 6R3 buffer layer was used to control the structure and electronic state. The project is planned to be implemented in the following ways: spectroscopic analysis, LEED, SPA-LEED, etc. Spectroradiometric analysis is performed on the 6R3 buffer layer. LEED measurement is based on the 6-R3buffer layer and 2-degree mutual regression. Spectroscopic analysis, LEED measurement, large-area monitoring, planning, and five-year monitoring of electronic states The results of the study are as follows: 6R3buffer layer structure in the vertical direction of the plane is very close to each other, the original structure is very close to each other, the meaning of the electronic state is very close to each other. As a result, when the method is used to determine whether the target is a two-dimensional lattice, the method is used to introduce the periodic lattice. 1-D periodic structure is supported by 1-D induction, quasi-magnetic field is formed by calculation and prediction. The problem of quantum many-body theory is the possibility of new field theory. In this paper, 4H-SiC m-plane is divided into 1-dimensional periodic structure and 1-nm periodic structure.

项目成果

4H-SiC-ｍ面上のグラフェン周期リップル構造

4H-SiC-m表面石墨烯周期性波纹结构

• 发表时间: 2022
• 作者: 高橋将馬;内藤楓貴;南部洸太;森田孝治;寺田大将;今村均
• 通讯作者: 今村均