NIMSら,グラフェンのパリティ効果を確立

物質・材料研究機構(NIMS),大阪大学,東京大学,京都大学らの研究グループは,グラフェン中に形成されたpn接合での量子ホール状態の輸送現象にパリティ効果があることを理論的に予測し,実験によって検証することに成功した(ニュースリリース)。

金属と半導体の両方の性質を持つグラフェン(単層グラファイト)中に形成されたpn接合での量子ホール状態の輸送現象にパリティ効果があることを理論的に予測し,実験によって検証することに成功した。グラフェンは,特異な電子構造に起因する豊富な電子物性とその応用可能性のため,注目を集めている。

このパリティ効果は,光学干渉計で起きる現象と強い類似性を持つため,今後グラフェンにおける量子干渉素子の形成における指導原理となることが期待されるとしている。

図の(a)はpn接合が偶数個のとき,(b)は奇数個のときの量子ホール端状態を流れる電流を示している。この二つ場合の伝導度が質的に異なることをこの研究では報告している。

(c)はパリティ実証に用いたグラフェン試料の光学顕微鏡写真。拡大図の白線で囲んだ部分がアンチドットを持つグラフェン(グラファイト)で,αとβがトップゲート電極。この試料ではpn接合が0,1,2,3本の場合を実現できる。

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