SiC表面分解法により生成するグラフェン/SiC界面の構造

摘要

グラフェンは，二次元蜂の巣格子の格子点に炭素原子を配置した，厚さ1原子層の炭素材料である．図1aにグラフェンの構造を示す．このグラフェン層を積層することでグラファイトが形成され，グラフェンを円筒状に丸めるとカーボンナノチューブとなる．2004年，Novoselovらは，後述する努開法により得たグラフェンにおける電子物性を測定し，質量ゼロのデイラック粒子として特徴づけられる特異な電子状態をもつことを実験的に示した。日本国内では，すでに1990年代前半からグラフェンに関する先駆的な理論研究が安藤らにより行われている．図1a中に，逆空間におけるK点近傍のバンド構造を示す．その特徴は，K点付近でエネルギーが波数の一次に比例することであり，これがまさに静止質量ゼロの相対論的な粒子の分散を表している．また，欠陥がかナれば最大で200,000cm~2/vsecを超える究極的に高い電子移動度をもつことが期待され，実験的にも室温で70,000cm~2/Vsecもの移動度が報告された．さらに，炭素材料であるため，本質的に高融点·高熱伝導率を有し，高温での使用も可能であることから，次世代半導体材料として非常に期待されている．