【公開日：2023.07.31】【最終更新日：2023.05.15】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22UT1163
利用課題名 / Title
2次元物質の表面観察
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
走査プローブ顕微鏡/Scanning probe microscopy,ナノカーボン/ Nano carbon,ナノシート/ Nanosheet
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
長谷川 修司
所属名 / Affiliation
東京大学
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
佐藤瞬亮
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
本課題ではAFMを用いて、作製した熱脱離グラフェンの表面形状やMBE成長したSnTe薄膜の表面形状の評価を行った。
実験 / Experimental
グラフェンは、SiC基板を真空中でデガス後にアルゴン雰囲気で1700−1800℃で加熱することで得られる。作製条件を変化させて作製したグラフェンについて、AFMを用いて表面観察を行った。今回は1810℃で3分の加熱を行った試料１と、1750℃で3分の加熱を3回行った試料２について観察した。また、SnTeについてはMBEによって単結晶薄膜を作製し、膜厚や成長条件を様々に振ったあとで表面形状を観察した。観察モードはダイナミックモードで、表面粗さの評価も行った。
結果と考察 / Results and Discussion
図１および２に、試料１および２のAFMの観察結果を示す。それぞれ原子層ステップが観測されたが、試料１のほうがより細かいステップが入っており、良好なエピタキシャル成長ではあるが層数は多いということが分かった。試料２については、ステップ形状が複雑であり、大きなステップが湾曲して成長しているのが分かる。これは繰り返した加熱サイクルによって、複雑にステップ形成がなされたものと推測される。また試料１，２作製時とは別の特定のヒーターを用いると特徴的な亀甲様の表面形状を示すことを見出し、この原因がバッファ層に対するグラフェン層のスタッキングの面内回転によっていることが反射高速電子回折などから明らかとなった。またSnTeのほうは、従来知られていたよりも薄い膜厚での良質な平坦薄膜が形成されていることが分かり、SnTeの歴史上一番良質な表面をもつ高品質単結晶が作製できたことが分かった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 The surface morphology of graphene grown on SiC(0001) with the condition of heating at 1810℃ for 3 minutes measured by AFM.
Fig. 2 The surface morphology of graphene grown on SiC(0001) with the condition of heating at 1750℃ for 3 minutes for 3 cycles measured by AFM.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- Ryota Akiyama, Shingo Kaneta-Takada, Shinobu Ohya, Shota Shimizu, Hiroto Horiuchi, Takuya Takashiro, Shuji Hasegawa, Growth of atomically flat SnTe(001) thin films using the room temperature wetting layer method and its electrical transport measurements, Wed-J1-6, The 22nd International Vacuum Congress (IVC-22), Sapporo Convention Center, Sept. 14 (2022)
- Ryota Akiyama, Shingo Kaneta-Takada, Shinobu Ohya, Shota Shimizu, Hiroto Horiuchi, Takuya Takashiro, Shuji Hasegawa, Growth of atomically flat topological crystalline insulator SnTe(001) thin films using the room temperature wetting layer method and its electrical transport measurements, PS2-08, 2nd International Symposium on Trans-Scale Quantum Science, The University of Tokyo, Nov. 9 (2022)
- Shunsuke Sato, Rei Hobara, Ryota Akiyama, Kazumi Watanabe, Shuji Hasegawa, Development of the simultaneous measurement system of four-point-probe electrical transport and tunneling spectroscopy, Wed-C2-3, The 22nd International Vacuum Congress (IVC-22), Sapporo Convention Center, Sept. 14 (2022)
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：1件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件