二次元物質の創製と顕微計測
国立研究開発法人 物質・材料研究機構
要旨：単層の原子層からなる二次元物質が新規な物性や機能性から次世代高性能半導体デバイスの基盤材料として高い関心を集めている．本稿では，二次元物質のなかで特にグラフェンを中心として，単層h-BNナノシートにも触れつつ，特に固溶元素の表面偏析や表面反応などの固体表面を介した創製法について概説する．グラフェンの光学的・電子的特性は，層数，ドーパント，欠陥および基板との結合に依存する．単層，二層，三層グラフェンは異なる電子状態や機能物性を示すため，デバイス応用を見据えた材料研究にはグラフェン層数の特定（膜厚の決定）が不可欠である．そのため，二次元物質，特にグラフェンの層数，原子構造，局所状態密度，化学状態，仕事関数などの構造と物性の微視的計測法が可能なラマン顕微鏡，走査型トンネル顕微鏡，走査型オージェ電子顕微鏡，ヘリウムイオン顕微鏡，ケルビンプローブフォース顕微鏡について実例を交えて紹介する．
キーワード：二次元物質，グラフェン，表面単原子相，走査型プローブ顕微鏡，ナノキャラクタリゼーション