平成28年3月7日
国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

全反射高速陽電子回折法によりグラフェンと金属との界面構造の解明に成功
― グラフェンを用いた新規材料開発に道 ―

【発表のポイント】

国立研究開発法人日本原子力研究開発機構(理事長 児玉敏雄。以下「原子力機構」)先端基礎研究センターの深谷有喜研究副主幹らは、高エネルギー加速器研究機構(機構長 山内正則。以下「KEK」)物質構造科学研究所の兵頭俊夫特定教授らのグループとの共同研究により、原子力機構とKEKが共同で開発した全反射高速陽電子回折(TRHEPD)法1)を用いてグラフェン2)と金属基板間の境界面の構造(界面構造)を詳細に調べ、金属の元素によるグラフェンとの結合の違いを実験的に明らかにしました。

グラフェンは省エネかつ高速で動作する電子デバイスを実現するための新素材として注目されています。現在、グラフェンの実用に向けた研究が世界中で進められていますが、応用上重要となるグラフェンと他の金属が接合したグラフェン金属複合体の界面構造は、原子1~2個分の厚みしかなく、極薄領域の解析の困難さからあまりよくわかっていませんでした。今回私たちは、金属としての性質が異なる銅とコバルトの2種類の金属上で合成したグラフェン金属複合体に着目し、極めて高い表面敏感性を持つTRHEPD法を用いて銅とコバルトの上のグラフェンの高さを詳細に解析しました。その結果、金属の元素の違いによるグラフェンとの結合の違いを世界で初めて実験的に明らかにすることに成功しました。グラフェン金属複合体の電子移動度などの物性は、グラフェンの高さに応じて大きく変化することが知られています。今後、これらの知見をもとにして、グラフェンの電子デバイス応用に向けた新規材料開発が期待されます。

本研究成果は、「Carbon」のオンライン版に、3月3日(木)に掲載されました。

参考部門・拠点: 先端基礎研究センター

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