SiCをプラットフォームとする新規グラフェン成長手法の確立

• 研究課題/領域番号: 26706014
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 結晶工学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 乗松 航 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30409669)
• 研究協力者: 楠 美智子 ; 包 建峰 ; 松田 敬太 ; 増森 淳史 ; 宮本 玄生 ; 鶴田 遥香 ; 福井 舞 ; 髙田 奈央
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 24,050千円 (直接経費: 18,500千円、間接経費: 5,550千円); 2016年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2015年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円); 2014年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
• キーワード: グラフェン / 表面・界面物性 / 表面物性 / エピタキシャル成長

研究成果の概要

本研究では、SiC基板上に作製した炭化物薄膜の熱分解により、様々な特徴を有するグラフェンを成長することを目的とした。その結果、まずSiC上炭化アルミニウム薄膜から作製したグラフェンは、アルミニウムがドープされていることを示唆する実験結果が得られた。SiC上炭化ホウ素薄膜由来のグラフェンでは、高濃度にホウ素がドープされ、スピングラス挙動が観察された。このように、炭化物熱分解によるグラフェン成長は、これまでにない新たな構造や物性を持つグラフェンを作製する手法として有効であることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Synthesis of freestanding graphene on SiC by a rapid-cooling technique (2016)
  • 著者名/発表者名: Jianfeng Bao, Wataru Norimatsu, Hiroshi Iwata, Keita Matsuda, Takahiro Ito, and Michiko Kusunoki
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 117 号: 20 ページ: 205501-205501
  • DOI: 10.1103/physrevlett.117.205501
  • NAID: 120005971256
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Sequential control of step-bunching during graphene growth on SiC (0001) (2016)
  • 著者名/発表者名: Jianfeng Bao, Osamu Yasui, Wataru Norimatsu, Keita Matsuda, and Michiko Kusunoki
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 109 号: 8 ページ: 081602-081602
  • DOI: 10.1063/1.4961630
  • NAID: 120005893274
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] SiC上エピタキシャルグラフェンの合成と展望 (2016)
  • 著者名/発表者名: 楠 美智子, 乗松 航
  • 雑誌名: 光アライアンス 巻: 27 ページ: 36-36
• [雑誌論文] Growth and Features of Epitaxial Graphene on SiC (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Kusunoki, W. Norimatsu, J. Bao, K. Morita, and U. Starke
  • 雑誌名: JPSJ 巻: 84 号: 12 ページ: 121014-121014
  • DOI: 10.7566/jpsj.84.121014
  • NAID: 210000133754
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] SiC上エピタキシャルグラフェンの成長と優位性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 楠 美智子, 乗松 航
  • 雑誌名: 顕微鏡 巻: 50 ページ: 28-28
  • NAID: 130007701745
• [雑誌論文] Formation of a nitride interface in epitaxial graphene on SiC (0001) (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Masuda, W. Norimatsu, and M. Kusunoki
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 91 号: 7 ページ: 075421-075421
  • DOI: 10.1103/physrevb.91.075421
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Growth of graphene from SiC and its mechanisms (2014)
  • 著者名/発表者名: Wataru Norimatsu and Michiko Kusunoki
  • 雑誌名: Semicond. Sci. Tech. 巻: 29 号: 6 ページ: 064009-064009
  • DOI: 10.1088/0268-1242/29/6/064009
  • 査読あり
• [学会発表] エピタキシャルグラフェンの界面制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 乗松航、楠美智子
  • 学会等名: 6大学連携プロジェクト「文科省学際国際的高度人材育成ライフイノベーションマテリアル創製共同研究プロジェクト」第1回公開討論会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 招待講演
• [学会発表] 海島構造をもつSiC/B4Cナノコンポジット膜の作製とそのナノグラフェン化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松田敬太、乗松航、楠美智子
  • 学会等名: 第64回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] SiC表面分解によるグラフェン成長のAr流量による制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 寺澤知潮、乗松航、楠美智子
  • 学会等名: 第64回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] エピタキシャルグラフェンの界面制御と角度分解光電子分光測定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 乗松航、伊藤孝寛、楠美智子
  • 学会等名: 第6回名古屋大学シンクロトロン光研究センターシンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 招待講演
• [学会発表] SiC上グラフェンの課題と界面制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 乗松航、楠美智子
  • 学会等名: 第9回九大2次元物質研究会
  • 発表場所: 九州大学
  • 招待講演
• [学会発表] Growth of epitaxial graphene on SiC and its interface modification (2016)
  • 著者名/発表者名: Wataru Norimatsu and Michiko Kusunoki
  • 学会等名: 2nd Annual World Congress of Smart Materials (WCSM-2016)
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2016-03-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 負の熱膨張を利用したバッファー層の急冷処理によるグラフェン化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 乗松航
  • 学会等名: 第8回九大グラフェン研究会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2016-01-29
  • 招待講演
• [学会発表] SiC上均質グラフェンの特性と今後の展望 (2016)
  • 著者名/発表者名: 楠美智子、乗松航
  • 学会等名: NanoTech 2016
  • 発表場所: 東京ビッグサイト
  • 年月日: 2016-01-28
  • 招待講演
• [学会発表] SiC上へのAl4C3薄膜の作製とグラフェン化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 福井舞、乗松航、楠美智子
  • 学会等名: 第16回表面科学会中部支部学術講演会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] SiC上グラフェン量子ドットの作製と特性評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中野さつき、乗松航、楠美智子
  • 学会等名: 第36回表面科学学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
• [学会発表] パルスレーザー堆積法による大面積TiC薄膜のグラフェン化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鶴田遥香、乗松航、楠美智子
  • 学会等名: 第36回表面科学学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
• [学会発表] 炭化アルミニウムの熱分解によるアルミニウムドープグラフェンの作製 (2016)
  • 著者名/発表者名: 福井舞、乗松航、楠美智子
  • 学会等名: 第36回表面科学学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
• [学会発表] Interface modification of epitaxial graphene on SiC (2016)
  • 著者名/発表者名: Wataru Norimatsu
  • 学会等名: International Conference on Technologically Advanced Materials and Asian Meeting on Ferroelectrics (ICTAM-AMF10)
  • 発表場所: University of Delhi
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Formation of graphene on SiC in nitrogen atmosphere and its interface structure (2016)
  • 著者名/発表者名: Michiko Kusunoki, and Wataru Norimatsu
  • 学会等名: The International Symposium on Visualization in Joining & Welding Science through Advanced Measurements and Simulation (Visual-JW 2016)
  • 発表場所: Hotel Hankyu Expo Park
• [学会発表] SiC上高濃度ホウ素ドープグラフェンの物性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 乗松航、増森淳史、舟橋良次、遠藤彰、楠美智子
  • 学会等名: 第77回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ
• [学会発表] バッファー層急冷グラフェンの電子状態と物性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 乗松航、包建峰、山本功樹、伊藤孝寛、舟橋良次、楠美智子
  • 学会等名: 第77回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ
• [学会発表] パルスレーザー堆積法による大面積TiC薄膜の作製とそのグラフェン化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鶴田遥香、乗松航、楠美智子
  • 学会等名: 第77回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ
• [学会発表] Negative-thermal-expansion-induced graphenization of buffer layer on SiC (2016)
  • 著者名/発表者名: Wataru Norimatsu, Jianfeng Bao, Takahiro Ito, and Michiko Kusunoki
  • 学会等名: 5th International Symposium on Graphene Devices (ISGD-5)
  • 発表場所: Brisbane
  • 国際学会
• [学会発表] Controlling the stacking rotation of multilayer graphene on SiC (000-1) (2016)
  • 著者名/発表者名: Keita Matsuda, Wataru Norimatsu, Jun Kuroki, and Michiko Kusunoki
  • 学会等名: 5th International Symposium on Graphene Devices (ISGD-5)
  • 発表場所: Brisbane
  • 国際学会
• [学会発表] Negative-thermal-expansion-induced graphenization of buffer layer on SiC (2016)
  • 著者名/発表者名: Wataru Norimatsu, Jianfeng Bao, Takahiro Ito, and Michiko Kusunoki
  • 学会等名: Graphene Week 2016
  • 発表場所: Warsaw
  • 国際学会
• [学会発表] Negative thermal expansion induced graphenization of buffer layer on SiC (2016)
  • 著者名/発表者名: Wataru Norimatsu and Michiko Kusunoki
  • 学会等名: 2-D Materials Meeting
  • 発表場所: San Sebastian, Spain
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 負の熱膨張率を利用したSiC基板上フリースタンディンググラフェンの形成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 包建峰、乗松航、楠美智子
  • 学会等名: 第15回日本表面科学会中部支部学術講演会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2015-12-19
• [学会発表] SiC(000-1)上B4C薄膜の熱分解によるホウ素ドープグラフェンの創製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 増森淳史、乗松航、楠美智子
  • 学会等名: 第15回日本表面科学会中部支部学術講演会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2015-12-19
• [学会発表] Growth and functionalization of epitaxial graphene on SiC (2015)
  • 著者名/発表者名: Wataru Norimatsu and Michiko Kusunoki
  • 学会等名: Collaborative Conference on Crystal Growth (3CG-2015)
  • 発表場所: Hong Kong
  • 年月日: 2015-12-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] TiC/SiC単結晶の表面分解によるグラフェンの作製と観察 (2015)
  • 著者名/発表者名: 宮本玄生、乗松航、楠美智子
  • 学会等名: 平成27年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2015-12-09
• [学会発表] Novel interface modification in epitaxial graphene on SiC (2015)
  • 著者名/発表者名: Michiko Kusunoki and Wataru Norimatsu
  • 学会等名: EMN Hong Kong Meeting 2015
  • 発表場所: Hong Kong
  • 年月日: 2015-12-09
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Epitaxial graphene growth and its electronic functionalization (2015)
  • 著者名/発表者名: Wataru Norimatsu and Michiko Kusunoki
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Frontiers in Materials Science
  • 発表場所: Waseda University
  • 年月日: 2015-11-19
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Epitaxial graphene growth on SiC and its interface modification (2015)
  • 著者名/発表者名: Wataru Norimatsu and Michiko Kusunoki
  • 学会等名: 第1回「炭化珪素系へテロ構造を用いた物質創成と応用展開」研究会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2015-11-19
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] SiC(000-1)上B4C薄膜の熱分解によるホウ素ドープグラフェンの創製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 増森淳史、乗松航、楠美智子
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 銅インターカレーションしたSiC(0001)上グラフェンのTEM観察 (2015)
  • 著者名/発表者名: 今井雅人、乗松航、楠美智子
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] SiC上グラフェン量子ドットの作製と特性評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中野さつき、乗松航、楠美智子
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] Growth of graphene and novel 2D film on SiC (2015)
  • 著者名/発表者名: Wataru Norimatsu and Michiko Kusunoki
  • 学会等名: The Second Symposium on 2D electronic Materials (Joint ACCGE/OMVPE)
  • 発表場所: Big Sky, Montana, USA
  • 年月日: 2015-08-08
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] SiC上グラフェンの構造制御と輸送特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 乗松航
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第49回基礎科学部会セミナー
  • 発表場所: ウィンク愛知
  • 年月日: 2015-07-17
  • 招待講演
• [学会発表] Interface modifications in epitaxial graphene on SiC (0001) (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshiho Masuda, Wataru Norimatsu, and Michiko Kusunoki
  • 学会等名: The Sixteenth International Conference on the Science and Application of Nanotubes (NT16)
  • 発表場所: Nagoya University
  • 年月日: 2015-06-28
  • 国際学会
• [学会発表] Quasi-free-standing graphene formation on SiC (0001) by the post-growth rapid-cooling (2015)
  • 著者名/発表者名: Jianfeng Bao, Wataru Norimatsu, and Michiko Kusunoki
  • 学会等名: The Sixteenth International Conference on the Science and Application of Nanotubes (NT16)
  • 発表場所: Nagoya University
  • 年月日: 2015-06-28
  • 国際学会
• [学会発表] Intercalation of copper atoms under graphene film on SiC (0001) (2015)
  • 著者名/発表者名: Masato Imai, Wataru Norimatsu, and Michiko Kusunoki
  • 学会等名: The Sixteenth International Conference on the Science and Application of Nanotubes (NT16)
  • 発表場所: Nagoya University
  • 年月日: 2015-06-28
  • 国際学会
• [学会発表] Creation of Boron-Doped Graphene by thermal decomposition of B4C (2015)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Masumori, Wataru Norimatsu, and Michiko Kusunoki
  • 学会等名: The Sixteenth International Conference on the Science and Application of Nanotubes (NT16)
  • 発表場所: Nagoya University
  • 年月日: 2015-06-28
  • 国際学会
• [学会発表] TEM observation of copper intercalation in graphene on SiC (0001) (2015)
  • 著者名/発表者名: Masato Imai, Wataru Norimatsu, and Michiko Kusunoki
  • 学会等名: Graphene Week 2015
  • 発表場所: University of Manchester
  • 年月日: 2015-06-22
  • 国際学会
• [学会発表] Buffer-layer-free graphene on SiC (0001) by rapid cooling (2015)
  • 著者名/発表者名: Jianfeng Bao, Wataru Norimatsu, and Michiko Kusunoki
  • 学会等名: Graphene Week 2015
  • 発表場所: University of Manchester
  • 年月日: 2015-06-22
  • 国際学会
• [学会発表] Interplay between step-bunching and graphene growth on 6H-SiC (0001) (2015)
  • 著者名/発表者名: Wataru Norimatsu, Osamu Yasui, Jianfeng Bao, and Michiko Kusunoki
  • 学会等名: Graphene Week 2015
  • 発表場所: University of Manchester
  • 年月日: 2015-06-22
  • 国際学会
• [学会発表] 急冷法によるSiC(0001)上バッファ層フリーグラフェンの作製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 包建峰、乗松航、楠美智子
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2015-03-12
• [学会発表] SiCグラフェン成長とステップバンチングの関係 (2015)
  • 著者名/発表者名: 安井理、乗松航、楠美智子
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2015-03-12
• [学会発表] SiC初期酸化膜の周期構造とそのグラフェン化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 宮田将大、乗松航、楠美智子
  • 学会等名: 第53回セラミックス基礎科学討論会
  • 発表場所: 京都テルサ
  • 年月日: 2015-01-08
• [学会発表] SiC(0001)基板の様々なステップ高さにおけるグラフェン形成メカニズム (2015)
  • 著者名/発表者名: 安井理、乗松航、楠美智子
  • 学会等名: 第53回セラミックス基礎科学討論会
  • 発表場所: 京都テルサ
  • 年月日: 2015-01-08
• [学会発表] SiC初期酸化膜の周期制御とそのグラフェン化に与える影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮田将大、乗松航、楠美智子
  • 学会等名: 第14回日本表面科学会中部支部学術講演会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-12-20
• [学会発表] グラフェン成長におけるSiC基板のステップ方位及びoff角依存性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柚原敬介、乗松航、楠美智子
  • 学会等名: 第14回日本表面科学会中部支部学術講演会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-12-20
• [学会発表] 熱分解グラフェン成長におけるSiC基板off角依存性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柚原敬介、乗松航、楠美智子
  • 学会等名: 平成26年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2014-12-06
• [学会発表] SiC(0001)面上エピタキシャルグラフェンの形状評価と電気特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 内山貴文、乗松航、楠美智子
  • 学会等名: 平成26年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2014-12-06
• [学会発表] 精密SiC表面で実現する高品質グラフェン成長とその展開 (2014)
  • 著者名/発表者名: 乗松航、楠美智子
  • 学会等名: 第3回表面創成工学の新展開研究会
  • 発表場所: ホテルグランド天空
  • 年月日: 2014-11-01
  • 招待講演
• [学会発表] Nitrogen induced modification of interface in epitaxial graphene on SiC (2014)
  • 著者名/発表者名: Wataru Norimatsu, Yoshiho Masuda and Michiko Kusunoki
  • 学会等名: International Symposium on Graphene Devices 2014
  • 発表場所: Hilton Bellevue, US
  • 年月日: 2014-09-22
• [学会発表] グラフェンナノパターニングに向けたSiC初期酸化膜の周期構造 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮田将大、乗松航、楠美智子
  • 学会等名: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2014-09-18
• [学会発表] SiC (000-1)上B4C薄膜のエピタキシャル成長 (2014)
  • 著者名/発表者名: 増森淳史、乗松航、楠美智子
  • 学会等名: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2014-09-18
• [学会発表] Nitrogen-induced interface improvement in epitaxial graphene on SiC (2014)
  • 著者名/発表者名: 乗松航、増田佳穂、楠美智子
  • 学会等名: 第47回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会総合シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-09-05
• [学会発表] TiCマスクをしたSiC基板の表面分解によるグラフェン形成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮本玄生、乗松航、楠美智子
  • 学会等名: 第47回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会総合シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-09-05
• [学会発表] SiC上グラフェンへの銅インターカレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 今井雅人、乗松航、楠美智子
  • 学会等名: 第47回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会総合シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-09-03
• [学会発表] Homogeneous graphene growth on SiC (000-1) (2014)
  • 著者名/発表者名: Wataru Norimatsu, Honami Ohara and Michiko Kusunoki
  • 学会等名: IUMRS-ICA 2014
  • 発表場所: Fukuoka University
  • 年月日: 2014-08-26
• [学会発表] Interface modification by nitrogen in epitaxial graphene on SiC (2014)
  • 著者名/発表者名: Wataru Norimatsu, Yoshiho Masuda and Michiko Kusunoki
  • 学会等名: IUMRS-ICA 2014
  • 発表場所: Fukuoka University
  • 年月日: 2014-08-25
• [学会発表] Interface improvement by nitrogen in epitaxial graphene on SiC (2014)
  • 著者名/発表者名: Wataru Norimatsu, Yoshiho Masuda and Michiko Kusunoki
  • 学会等名: 7th NTTH Symposium
  • 発表場所: Hokkaido University
  • 年月日: 2014-07-22
• [学会発表] Interface modification by nitrogen in epitaxial graphene on SiC (2014)
  • 著者名/発表者名: Wataru Norimatsu, Yoshiho Masuda and Michiko Kusunoki
  • 学会等名: Graphene Week 2014
  • 発表場所: Goteborg, Sweden
  • 年月日: 2014-06-25
• [学会発表] Growth and structural/electronic properties of epitaxial graphene on SiC (2014)
  • 著者名/発表者名: Wataru Norimatsu and Michiko Kusunoki
  • 学会等名: 2014 EMN Meeting
  • 発表場所: Cancun, Mexico
  • 年月日: 2014-06-11
  • 招待講演
• [学会発表] SiC表面上グラフェンの窒素処理による界面構造改質 (2014)
  • 著者名/発表者名: 乗松航、増田佳穂、楠美智子
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第70回記念学術講演会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2014-05-13
• [図書] Growth mechanism, structures, and the properties of graphene on SiC {0001} surfaces: theoretical and experimental studies at the atomic scale (2016)
  • 著者名/発表者名: Wataru Norimatsu, Stephan Irle, and Michiko Kusunoki
  • 総ページ数: 24
  • 出版者: Pan Stanford Publishing