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寺澤 知潮; 松永 和也*; 林 直輝*; 伊藤 孝寛*; 田中 慎一郎*; 保田 諭; 朝岡 秀人
Vacuum and Surface Science, 66(9), p.525 - 530, 2023/09
Au(001)表面は擬一次元周期性を持つHex-Au(001)に再構成することから、この表面にグラフェンを成長させると、その周期性がグラフェンの電子構造を変化させると予測された。特に、グラフェンとAuの軌道混成により、グラフェンにバンドギャップやスピン偏極が導入されると考えられていた。本研究では、Hex-Au(001)表面上のグラフェンの角度分解光電子分光と密度汎関数理論計算の結果を報告する。グラフェンのDiracコーンとAu 6sp軌道の交点に0.2eVのバンドギャップが観測され、バンドギャップ形成の起源がグラフェンのDiracコーンとAu 6sp軌道の混成であることが示された。この軌道混成の機構について考察し、グラフェンのDiracコーンへのスピン注入を予想した。
寺澤 知潮; 松永 和也*; 林 直輝*; 伊藤 孝寛*; 田中 慎一郎*; 保田 諭; 朝岡 秀人
Physical Review Materials (Internet), 7(1), p.014002_1 - 014002_10, 2023/01
被引用回数：3 パーセンタイル：72.03(Materials Science, Multidisciplinary)金(001)表面は、六角形の表面と正方形のバルク格子からなる複雑な再構成構造[Hex-Au(001)]を示し、擬一次元的な波状表面を形成している。この表面上にグラフェンを成長させると、波状表面の周期性がグラフェンの電子構造を変化させ、バンドギャップや新しいディラックポイントを形成することが予測された。さらに、グラフェン-金界面はバンド混成によるバンドギャップ生成やスピン注入の可能性が期待される。ここでは、Hex-Au(001)表面上のグラフェンについて、角度分解光電子分光と密度汎関数計算を行った結果を報告する。元のグラフェンとレプリカのグラフェンの
バンドの交点はバンドギャップを示さず、一次元ポテンシャルが小さすぎて電子構造を変更できないことが示唆された。グラフェンバンドとAu 
バンドの交点では0.2eVのバンドギャップが観測され、グラフェンバンドとAu バンドの混成を利用してバンドギャップが生成していることが示された。また、グラフェンとAu の混成により、グラフェンへのスピン注入が起こることが予想される。
寺澤 知潮; 保田 諭; 松永 和也*; 林 直輝*; 田中 慎一郎*; 乗松 航*; 伊藤 孝寛*; 町田 真一*; 朝岡 秀人
no journal, ,
擬一次元周期構造を持つHex-Au(001)基板上に形成したグラフェンはバンドにエネルギーギャップを持つ。これまではHex-Au(001)基板の周期ポテンシャルによると考えられていた。本研究では、詳細な角度分解光電子分光の結果、Hex-Au(001)基板のspバンドとグラフェンのバンドの軌道混成しエネルギーギャップを形成することが確認されたため報告する。
寺澤 知潮; 松永 和也*; 林 直輝*; 伊藤 孝寛*; 田中 慎一郎*; 保田 諭; 朝岡 秀人
no journal, ,
Hex-Au(001)表面は一次元の波形を持ち、化学的に不活性であるため、グラフェンに対する一次元ポテンシャルの効果を調べるために採用されてきた。このようなポテンシャルは、グラフェンのバンド構造を異方的にし、ポテンシャルを横切るゾーン境界でのミニギャップやポテンシャルに沿った高い群速度を示すと予想される。しかし、Hex-Au(001)上のグラフェンにおけるバンドギャップは、走査型トンネル分光によって間接的に示唆されたに過ぎなかった。ここでは、角度分解光電子分光法(ARPES)と密度汎関数理論(DFT)計算を用いて、Hex-Au(001)基板上のグラフェンのバンド構造について報告する。ARPESでは、グラフェンのバンドがAuの6spバンドに近いバンドギャップを示している。また、DFT計算によるバンド構造では、バンドギャップはグラフェンバンドの交点ではなく、グラフェンバンドとAu 6spバンドの交点にあることが示された。したがって、このバンドギャップはグラフェンとAuの混成に由来すると結論づけられる。この混成は、SiC基板上のグラフェンとAuの界面で観測されたものと類似している。SiC基板上グラフェンとAuのギャップ付近で100meVのラッシュバ分裂が観測されたことから、グラフェンとAuの混成が重要であることが予想される。
