【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.14】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24IT0071
利用課題名 / Title
SiC上エピタキシャルグラフェンの超伝導機構解明
利用した実施機関 / Support Institute
東京科学大学 / Science Tokyo
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）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials
キーワード / Keywords
原子薄膜/ Atomic thin film,ナノカーボン/ Nano carbon,ダイシング/ Dicing,超伝導/ Superconductivity,原子層薄膜/ Atomic layer thin film
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)
一ノ倉 聖
所属名 / Affiliation
物質・材料研究機構 マテリアル基盤研究センター
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
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)
SiC上エピタキシャルグラフェンの超伝導機構解明を行うにあたり、試料の基板となるSiCのダイシングを行った。
実験 / Experimental
DAD322を用い、2インチ4H-SiCウェハーを2.5x10~20mmの短冊状に切断した。この短冊を直接通電法によって加熱し、グラフェンをエピタキシャル成長した。超伝導を発現させるために、カルシウムとの化合物を合成した。電気伝導測定、電子回折、透過電子顕微鏡測定、光電子分光法により、原子構造、電子構造と超伝導特性を対応させることによって超伝導機構解明を試みた。
結果と考察 / Results and Discussion
ダイシングでは平坦な断面が得られ、サイズの誤差は0.1mm以内であった。表面の汚染もなく、良好なエピタキシャルグラフェンを成長することができ、両者の界面は原子レベルで平坦であった。電子回折と透過電子顕微鏡によりカルシウムの合成前後の界面構造を比較すると、界面でカルシウムが高密度エピタキシャル層を作っていることがわかった。光電子分光測定により、この界面エピタキシャル層が金属的な電子状態を持ち、さらにグラフェンの電子構造にファンホーブ特異点と呼ばれる電子相関が増大する構造を生じさせていることが明らかになった。これらの実験により、カルシウムと合成されたグラフェンの超伝導には強相関効果が寄与している可能性が示された[1]。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
[1] "Van Hove Singularity and Enhanced Superconductivity in Ca-Intercalated Bilayer Graphene Induced by Confinement Epitaxy" Satoru Ichinokura, Kei Tokuda, Masayuki Toyoda, Kiyohisa Tanaka, Susumu Saito, Toru Hirahara ACS Nano 18(21) 13738-13744 2024年5月13日
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)
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Satoru Ichinokura, Van Hove Singularity and Enhanced Superconductivity in Ca-Intercalated Bilayer Graphene Induced by Confinement Epitaxy, ACS Nano, 18, 13738-13744(2024).
DOI: 10.1021/acsnano.4c01757
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 一ノ倉聖 "Intercalation-driven van Hove singularity and superconductivity in graphene" 日本物理学会 第79回年次大会（2024年9月)
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件