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材料:超平坦グラフェン

Nature 462, 7271 doi: 10.1038/nature08569

グラフェンはsp2混成結合でつながった炭素の単原子層であり、最近発見されて以来、強い科学的関心を集めている。グラフェンに関する研究の多くは、その新奇な電子的特性の探究に向けられてきたが、この二次元モデル系の構造的側面も非常に興味深く重要である。特に、これまで研究されたすべての宙づりにされたグラフェンシートや支持されたグラフェンシートに、微細な波状構造が観測されている。自立したグラフェンシートの熱力学的安定性を説明するのに、このさざ波状の構造(リップル)が使われている。グラフェンの多くの独特な電子的・化学的特性はリップルの存在に起因するとされており、平面状の二次元材料では起こらないと思われる新しい物理的現象が、このリップルによって生じると予測されている。しかし、平坦なグラフェン層が得られなかったため、リップルのそうした新奇な物理的性質を直接実験的に調べることはできていない。今回我々は、原子レベルまで平坦なグラフェン単層の作製について示す。これらの試料は、マイカ劈開面の原子的に平坦なテラスへの堆積によって作製される。高分解能原子間力顕微鏡法(AFM)で観測されたグラフェン層の見かけの高さ変動は、25ピコメートル未満であり、このことは、グラフェンに本来的に存在するとされるリップルが抑えられていることを示している。このような超平坦試料が得られたことで、リップルがグラフェンのさまざまな物理的また化学的特性に及ぼす影響に関する綿密な検証が可能となるだろう。

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