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鈴木 誠也; 根本 善弘*; 椎木 菜摘*; 中山 佳子*; 竹口 雅樹*
Annalen der Physik, 535(9), p.2300122_1 - 2300122_12, 2023/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Multidisciplinary)Germanene is a two-dimensional (2D) germanium (Ge) analogous of graphene, and its unique topological properties are expected to be a material for next-generation electronics. However, no germanene electronic devices have yet been reported. One of the reasons for this is that germanene is easily oxidized in air due to its lack of chemical stability. Therefore, growing germanene at solid interfaces where it is not oxidized is one of the key ideas for realizing electronic devices based on germanene. In this study, the behavior of Ge at the solid interface at high temperatures was observed by transmission electron microscopy (TEM). To achieve such in situ heating TEM observation, we fabricated a graphene/Ge/graphene encapsulated structure. In situ heating TEM experiments revealed that Ge like droplets moved and coalesced with other Ge droplets, indicating that Ge remained as a liquid phase between graphene layers at temperatures higher than the Ge melting point.
O山川 紘一郎; 那須 裕一*; 鈴木 菜摘*; 清水 元希*; 荒川 一郎*
Journal of Chemical Physics, 152(17), p.174310_1 - 174310_13, 2020/05
被引用回数：2 パーセンタイル：11.43(Chemistry, Physical)超高真空下テラヘルツ・赤外吸収分光装置を開発し、この装置を用いてAr固体中に分離したDOクラスターの吸収スペクトルを測定した。2, 3, 4量体によるテラヘルツ吸収ピークを帰属するため、スペクトルの温度依存性とDO希釈率依存性を分析した。帰属の妥当性は、ONIOM法を用いた第一原理計算を用いて検証した。これにより、2量体の全ての分子間振動モード、3量体と4量体の赤外吸収強度が大きい分子間振動モードを同定することができた。Ar固体中にDOクラスターを分離後、Arのみを昇華してDO氷を生成した。昇華温度と希釈率を変えてDO氷を生成し、テラヘルツスペクトルから結晶度を定量的に評価することで、結晶化にはDO単量体の拡散が決定的なプロセスであることを明らかにした。
O氷のスペクトルの温度依存性山川 紘一郎; 清水 元希*; 鈴木 菜摘*; 那須 裕一*; 坪井 嶺*; 倉橋 裕之*; 荒川 一郎*
no journal, ,
分子クラスター,生体高分子,分子性固体を支配する、水素結合やファンデアワールス力といった分子間相互作用の詳細な理解には、第一原理計算とテラヘルツ(THz)域の分光実験の両方が不可欠である。特に実験においては、試料の純度を高く保つことが求められるため、真空中でのその場測定が有力となる。本研究では、超高真空環境下でTHz吸収分光を行う装置を新たに開発した。また、この装置を用いて、真空蒸着DO氷のTHz吸収スペクトルの温度依存性を測定し、構造変化を調べた。
鈴木 誠也; 根本 善弘*; 椎木 菜摘*; 中山 佳子*; 竹口 雅樹*
no journal, ,
Germanene is a two-dimensional (2D) germanium (Ge) analogous of graphene, and its unique topological properties are expected to be a material for next-generation electronics. Germanene has already been grown on various metal surfaces by molecular beam epitaxy and segregation methods, but transferring it onto insulator surface to fabricate electronic devices is difficult in contrast to graphene. One potential solution is to grow germanene directly on the interface of the insulator. Based on this concept, we have grown germanene at the hexagonal boron nitride (hBN)/Ag(111) interface and demonstrated that germane at the interface is stable. Since hBN is an insulator, direct growth of germanene between hBN provides a promising channel for germanene devices. In this work, we studied the crystallization of Ge between graphene layers at high temperatures using in situ transmission electron microscopy (TEM). Graphene was used as an alternative material for hBN. The Ge sandwiched by 4 layer graphenes was prepared onto an in situ TEM holder using chemical vapor deposited graphene, vacuum deposition of Ge, and wet transfer of graphene. The Raman spectrum of the sample indicated less defective graphene is present after the sample preparation. In situ TEM observation at 1025 degree Celsius revealed that round-shaped Ge moves, deforms, and coalesces at the temperature above the melting point of Ge. The observed motion of Ge indicates that the Ge was in liquid phase and its evaporation was suppressed by graphene layers. Although more novel ideas are needed to achieve 2D crystal growth of Ge at the interface, the present results may provide clues for the future direct growth of germane between hBN layers.
山川 紘一郎; 那須 裕一*; 鈴木 菜摘*; 清水 元希*; 荒川 一郎*
no journal, ,
分子間相互作用の性質を調べる目的で、ナノサイズの分子クラスターは分光学的手法を用いて精力的に調べられてきた。赤外域に比べ、テラヘルツ域の測定は報告例が極めて少ないため、振動モードとテラヘルツ吸収との対応付けは、水の二量体についてさえ確立していなかった。本研究では、超高真空下のその場テラヘルツ・赤外吸収分光装置を開発し、アルゴン凝縮層内に生成した重水クラスターのスペクトルを測定することで、二量体,三量体,四量体のテラヘルツ吸収ピークを同定した。
