AFMマテリアルズジャーナルクラブ

動的に回転可能なヘテロ構造を持つねじれた電子工学

レベカ・リベイロ=パラオ、チャンジャン・ザン、渡辺健二、谷口隆、ジェームズ・コーン、コーリー・R・ディーン。

サイエンス 2018年8月17日:Vol. 361、6403号、pp. 690-693

ファンデルワールスヘテロ構造における2D材料の電気的特性は、現在、層間の相対的な角度によって変化することが知られています。この効果は、六角形窒化ホウ素(BN)上のグラフェンの整列構造の測定によって最初に発見されました。著者らはBN/グラフェン/BNヘテロ構造を使用し、次元アイコンAFMのNanoManソフトウェアを使用して、最上層間の相対角度を変更することができました。角度アライメントの操作により、新しい光学的、機械的(AFMでも測定)、ヘテロ構造の電気的特性を指摘することができました。彼らの報告書では、ラマン分光法を用いた光学測定は、層の整列を確保し、これまでの結果と直接比較することができ、不均一構造の層を整列させる能力を証明した。また、BN/グラフェン層間の摩擦力も測定し、角方向に大きく依存することが判明した。この位置に近い摩擦の増加は、重畳モアレ電位の存在に起因する。この超電位の影響は、電子輸送測定においても観察される。

層間の角制御<0.2度の回転を示す電気的測定では、フェルミエネルギーが変化したときの高抵抗(または衛星ピーク)の第2ピークの存在は、モアレ電位の存在を反映し、電子バンド構造の修正の明確な署名である。衛星抵抗ピークは、強度が減少し、角のずれが増加するにつれて電荷中立性ポイントからエネルギーをさらに遠ざけることを観測した。AFMを使用して2D材料間の角方向を制御する可能性は、2Dヘテロ構造の光学的、機械的、電子的特性を動的に調整する機能を提供し、異構造に作製された他の2D材料に拡張できるデバイスエンジニアリングの新しいツールを提供します。