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'''ナノグラフェン'''（Nanographene）とは、ナノスケールサイズのサイズをもつ[[グラフェン]]の総称で、近年研究が盛んに行われている[[ナノカーボン]]物質である。また、量子細線状の形状を有する'''グラフェンナノリボン''' (Graphene Nanoribbon. ナノグラフェンリボン(Nanographene ribbon)ともよばれる)もナノグラフェンの仲間である。
系のサイズが、バルク極限にあたるグラフェンシートあるいは、芳香族分子の中間に位置するため、強いサイズ効果とエッジ形状効果が存在すると期待されている。また、[[ナノグラフェン]]が[[グラファイト]]のように層状になった物質は、厳密に言えば、[['''ナノグラファイト]]'''と呼ばれるべきである。しかし、実際には層間距離は、グラファイトの層間距離に比べて大きく、層状効果が弱まるため、ナノグラファイトとナノグラフェンは、ほぼ同義語として扱われている場合が多い。▼
近年研究が盛んに行われている[[ナノカーボン]]物質である。また、量子細線状の形状を有する
[[グラフェンナノリボン]](Graphene Nanoribbon. ナノグラフェンリボン(Nanographene ribbon)ともよばれる)も
[[ナノグラフェン]]の仲間である。
系のサイズが、バルク極限にあたるグラフェンシートあるいは、芳香族分子の中間に位置するため、
▲強いサイズ効果とエッジ形状効果が存在すると期待されている。また、[[ナノグラフェン]]が[[グラファイト]]のように層状になった物質は、厳密に言えば、[[ナノグラファイト]]と呼ばれるべきである。しかし、
実際には層間距離は、[[グラファイト]]の層間距離に比べて大きく、層状効果が弱まるため、
[[ナノグラファイト]]と[[ナノグラフェン]]は、ほぼ同義語として扱われている場合が多い。
 
グラフェンは炭素原子が六角格子を組んだ構造をもつため、端の形状には、アームチェア端とジグザグ端と呼ばれる2種類の典型的な端が存在する。特にグラフェンの端面にジグザグ型の端が存在すると、端の構造に起因した表面局在状態が[[フェルミ準位]]近傍に形成され、磁気的な異常の原因に成り得ることが、[[1996年]]に[[藤田光孝]]らによって指摘された<ref name = "Edgestate">Fujita M., Wakabayashi K., Nakada K. and Kusakabe K. "Peculiar Localized State at Zigzag Graphite Edge" ''J. Phys. Soc. Jpn.'' '''65''', 1920 (1996).</ref>
呼ばれる2種類の典型的な端が存在する。
特にグラフェンの端面にジグザグ型の端が存在すると、端の構造に起因した表面局在状態がフェルミ準位近傍に
形成され、磁気的な異常の原因に成り得ることが、[[1996年]]に[[藤田光孝]]らによって指摘された。<ref name = "Edgestate">Fujita M., Wakabayashi K., Nakada K. and Kusakabe K. Peculiar Localized State at Zigzag Graphite Edge
''J. Phys. Soc. Jpn.'' '''65''', 1920 (1996)</ref>
<ref name = "Estatenakada">Nakada K., Fujita M., Dresselhaus G. and Dresselhaus M.S.
"Edge state in graphene ribbons: Nanometer size effect and edge shape dependence"
''Phys. Rev. B'' '''54''', 17954 (1996).</ref><ref name = "MagPro">Wakabayashi K., Fujita M., Ajiki H. and Sigrist M. "Electronic and magnetic properties of nanographite ribbons" ''Phys. Rev. B'' '''59''', 8271 (1999).</ref>。
 
<ref name = "MagPro">Wakabayashi K., Fujita M., Ajiki H. and Sigrist M.
その後、[[2003年]]の K.S.Novoselov、A.K.Geim等によるグラフェンの発見以降、グラフェンデバイスの微細化に伴い、ナノグラフェンに関する研究が大きな潮流を作っている。エッジ状態は、[[走査型トンネル顕微鏡|STM]]およびSTSによる直接観察によって、[[2005年]]日本の研究グループによって確認された<ref name = "fukuyama">Niimi Y., Matsui T., Kambara H., Tagami K., Tsukada M., and Fukuyama H. "Scanning tunneling microscopy and spectroscopy of the electronic local density of states of graphite surfaces near monoatomic step edges" ''Phys. Rev. B'' '''73''', 085421 (2006).</ref><ref name ="kobayashi">Kobayashi Y., Fukui K., Enoki T., Kusakabe K., and Kaburagi Y. "Observation of zigzag and armchair edges of graphite using scanning tunneling microscopy and spectroscopy" ''Phys. Rev. B'' '''71''', 193406 (2005).</ref>。
Electronic and magnetic properties of nanographite ribbons
 
''Phys. Rev. B'' '''59''', 8271 (1999)</ref>
また、[[2007年]]には、コロンビア大学のP.Kimの研究グループによって、半導体微細加工技術を利用してグラフェンナノリボンが実験的に作製された<ref name="kim">Han M.Y., Oezyilmaz B., Zhang Y, and Kim P. "Energy Band-Gap Engineering of Graphene Nanoribbons" ''Phys. Rev. Lett.'' '''98''', 206805 (2007).</ref>。
その後、[[2003年]]の K.S.Novoselov、A.K.Geim等によるグラフェンの発見以降、
グラフェンデバイスの微細化に伴い、
ナノグラフェンに関する研究が大きな潮流を作っている。エッジ状態は、STMおよびSTSによる直接観察によって、
[[2005年]]日本の研究グループによって確認された。
<ref name = "fukuyama">Niimi Y., Matsui T., Kambara H., Tagami K., Tsukada M., and Fukuyama H.
Scanning tunneling microscopy and spectroscopy of the electronic local density of states of graphite surfaces near monoatomic step edges ''Phys. Rev. B'' '''73''', 085421 (2006)
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<ref name ="kobayashi">
Kobayashi Y., Fukui K., Enoki T., Kusakabe K., and Kaburagi Y.
Observation of zigzag and armchair edges of graphite using scanning tunneling microscopy and spectroscopy,
''Phys. Rev. B'' '''71''', 193406 (2005)
</ref>
また、[[2007年]]には、コロンビア大学のP.Kimの研究グループによって、
半導体微細加工技術を利用してグラフェンナノリボンを実験的に作製した。
<ref name="kim">
Han M.Y., Oezyilmaz B., Zhang Y, and Kim P.
Energy Band-Gap Engineering of Graphene Nanoribbons
''Phys. Rev. Lett.'' '''98''', 206805 (2007)
</ref>
 
==グラフェンナノリボン==
リボン状の[[ナノグラフェン]] (Graphene Nanoribbon) のこと。炭素系物質からなる新しい量子細線として
期待されている。[[ナノグラフェンリボン]]、[[ナノグラファイトリボン]]、[[グラファイトリボン]]は、
同義語である。
 
==参考文献==
# ナノグラフェンリボンおよびエッジ状態の原論文: "Peculiar Localized State at Zigzag Graphite Edge", M. Fujita, K. Wakabayashi, K. Nakada and K. Kusakabe, ''J. Phys. Soc. Jpn.'' Vol. 65 No. 7, July, 1996 pp. 1920-1923. [http://jpsj.ipap.jp/cgi-bin/getarticle?magazine=JPSJ&volume=65&page=1920&select1=http%3A%2F%2Fjpsj.ipap.jp%2Fjournal%2FJPSJ-73-11.html]
 
== 脚注 ==
<references />
 
{{DEFAULTSORT:なのくらふえん}}
[[Category:ナノテクノロジー]]
[[Category:炭素の単体]]
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