グラファイト超薄膜のインターカレーションと電気伝導測定

超薄石墨膜的插层和电导率测量

基本信息

批准号：
19651044
负责人：
神田晶申
金额：
$ 2.37万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、グラファイト超薄膜に各種原子分子のインターカレーションや表面吸着を施すことによって新機能性を発現させ、それをゲート電圧によって制御することを最終目標としている。インターカレーション(表面吸着)させる物質として、アルカリ金属であるカリウムを選定した。カリウムは、バルクのグラファイトにインターカレート(C8K)すると極低温で超伝導となり劇的な物性変化をもたらすことが知られている。グラファイトを原子レベルまで薄くしたグラフェンでは、低次元化とゲート電界印加により、C8Kからの物性変調が期待される。特に、超伝導転移温度の上昇やゲート変調が観測されると興味深い。一方で、単体カリウムやC8Kは空気中で不安定であるために、電気伝導測定用グラフェン試料の作製プロセス、測定プロセスをカリウム試料に最適化する必要がある。本研究では、以下に示す手順によって、試料作製・極低温測定を行う方法を確立した。(1)配線済みグラフェン試料上面にカリウムを蒸着、(2)不活性ガスで満たしたグローブボックスに試料を搬送し、必要に応じてチューブ炉でアニール(3)紫外線硬化接着剤を用いて試料を不活性ガスでシール、(4)試料を低温冷却装置まで搬送、(5)低温冷却装置を真空にし、冷却・測定を実行。4Kまでの測定で、カリウム蒸着によって移動度が減少すること、電荷中性点(キャリア密度が最小になるゲート電圧値)がマイナスに移動することが観測された。これらのことは、カリウムによって電子がドープされるとともに、荷電不純物が増えることで散乱、電荷中性点での状態密度が増えたことに起因すると考えられる。今後、希釈冷凍機を用いて極低温測定を行うとともに、試料作製プロセスの更なる改良を行う予定である。

在这项研究中，最终目标是通过将各种原子分子的互动和表面吸附到石墨超薄膜中，并通过栅极电压来控制它，以表达新功能。选择钾，一种碱金属作为爆发物质（表面吸附）。众所周知，通过在散装石墨上进行插入（C8K），钾在极低的温度下是超电的。在石墨烯中，石墨稀释到原子水平，预计由于降低尺寸较低和栅极电场，预计C8K的物理调制。特别是，有趣的是看到超导转移和栅极调制的上升。另一方面，由于单个钾和C8K在空气中不稳定，因此有必要优化石墨烯样品的生产过程和测量过程，以测量钾样品的电导传导测量。在这项研究中，通过下面显示的程序确定了一种制作样品和低温测量的方法。（1）在顶部表面上的接线石墨烯填充钾，（2）将样品转移到装有惰性气体的杂物盒中，并在管炉中（3）使用紫外线粘合剂的样品（3））将样品运输到低温冷却装置上，（5）低温冷却装置是真空，冷却和测量的。观察到的测量值最高为4K可降低钾蒸气引起的运动程度，并且电荷中性点（带有最小载体密度的栅极电压值）移至负。这些东西可能是由于散射和充电中性点的状态密度增加，因为钾的电杂质增加以及电荷的功率增加。将来，我们计划使用稀释的冰柜进行极低的温度测量，并进一步改善采样过程。

项目成果

期刊论文数量（61）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Nano-wire favrication and coulomb blockade oscillations in thin graphite film

石墨薄膜中的纳米线加工和库仑封锁振荡

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
成瀬延康;目良裕;中村芳明;市川昌和;前田康二;林正彦;神田晶申;神田晶申;神田晶申;神田晶申;神田晶申;後藤秀徳;宮崎久生;林正彦;佐藤崇;宮崎久生;小高駿介
通讯作者：
小高駿介

2層グラフェンにおける電場誘起バンドギャップエンジニアリング

双层石墨烯中的电场诱导带隙工程

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
戸ヶ崎寛孝;森利之;葉飛;吉川英樹;上田茂典;山下良之;小林啓介;高橋基;岡崎文保;V. Matolin;J. Drennan;宮崎久生
通讯作者：
宮崎久生

Electric potential corrugation in transport of ultra-thin graphite film

超薄石墨膜传输中的电势波纹

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
H;Miyazaki;他
通讯作者：
他

グラフェンにおける超伝導近接効果の理論

石墨烯超导邻近效应理论

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
林正彦;神田晶申;吉岡英生
通讯作者：
吉岡英生

Electron transport in thin graphite films: Influence of microfabrication processes

石墨薄膜中的电子传输：微加工工艺的影响

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Physyca E-Low dimensional systems & Nanostructures 40
影响因子：
0
作者：
T.Moriki;T.Sato;A.Kanda;Y.Ootuka;H.Miyazaki;S.Odaka;K.Tsukagoshi;and Y.Aoyagi
通讯作者：
and Y.Aoyagi