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精密パラメータ制御プラズマ活用グラフェンナノリボン集積デバイスの創成

Research Project

Project/Area Number 16J02495
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Plasma electronics
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

鈴木 弘朗  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsグラフェンナノリボン / プラズマCVD / 光メモリ / ウェハスケール集積化
Outline of Annual Research Achievements

二年計画の最終年度にあたる今年度は,初年度においてプラズマCVDによる架橋グラフェンナノリボンの合成機構解明及び、合成条件最適化によって実現した高集積化グラフェンナノリボンデバイスを用いて,高性能光電子デバイスの作製とその動作実証を試みた.まず初めに,作製した高集積グラフェンナノリボン電界効果トランジスタ(FET)に対して光照射を行い、ソース・ドレイン電流の変化を観測した.その結果,光照射後においても光電流が長時間にわたって持続する特異な光応答(Persistent photo conductivity: PPC)を観測した.またPPCのメカニズムを、ゲートバイアス依存,入射光波長依存,X線光電子分光法(XPS),分子間力顕微鏡(AFM)による系統的な実験から調べた.その結果,大気中でニッケル電極表面に生成された水酸化ニッケルがUV光を吸収し,グラフェンナノリボンとニッケル電極の接合界面においてホールがトラップされることによって,グラフェンナノリボンが電子ドーピングを受け,PPCが現れることが明らかになった.またPPCを動作原理とした光照射の情報を記憶する光メモリの動作実証を行った.その結果,光照射によるメモリ書き込みと,パルスゲートバイアス印可によるメモリ消去を組み合わせることによって,光メモリの繰り返し動作の実証に成功した.またこのグラフェンナノリボンを用いた光メモリデバイスが大気中や純水中にいても正常に動作することを確認し,高い対環境性を実証した.

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Wafer scale fabrication and growth dynamics of suspended graphene nanoribbon arrays2016

    • Author(s)
      H. Suzuki, T. Kaneko, Y. Shibuta, M. Ohno, Y. Maekawa, and T. Kato
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 7 Issue: 1 Pages: 11797-11806

    • DOI

      10.1038/ncomms11797

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Persistent photo conductivity in functionalized graphene nanoribbons2018

    • Author(s)
      H. Suzuki, T. Kaneko, T. Kato
    • Organizer
      第54回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 架橋グラフェンナノリボンアレイのウェハースケール高集積化合成と光電子デバイス応用2017

    • Author(s)
      鈴木 弘朗, 金子 俊郎, 澁田 靖, 大野 宗一, 前川 侑毅, 加藤 俊顕
    • Organizer
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜 (横浜市,神奈川県)
    • Year and Date
      2017-03-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Wafer-scale integration of suspended graphene nanoribbons for non-volatile optical memory application2017

    • Author(s)
      H. Suzuki, T. Kaneko, T. Kato
    • Organizer
      第53回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Wafer-scale integration of suspended graphene nanoribbon and its non-volatile optical memory operation2017

    • Author(s)
      H. Suzuki, T. Kaneko, T. Kato
    • Organizer
      iPlasmaNano-VII
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Growth of Suspended Graphene Nanoribbons and its Optoelectronic Application2017

    • Author(s)
      H. Suzuki, T. Kaneko, T. Kato
    • Organizer
      2017 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Suspended Graphene Nanoribbons for Non-Volatil Optical Memory Operation2017

    • Author(s)
      H. Suzuki, T. Kaneko, T. Kato
    • Organizer
      International Conference on Functional Carbons
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Structural-Controlled Growth of Graphene Nanoribbon by Advanced Plasma CVD2016

    • Author(s)
      和藤勇太, 鈴木弘朗, 金子俊郎, 加藤俊顕
    • Organizer
      第26回日本MRS年次大会
    • Place of Presentation
      横浜市開港記念会館 (横浜市, 神奈川県)
    • Year and Date
      2016-12-19
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 急速加熱プラズマCVD成長架橋グラフェンナノリボンの合成機構解明と光電子デバイス応用2016

    • Author(s)
      鈴木 弘朗, 加藤 俊顕, 金子 俊郎
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会 第33回年会
    • Place of Presentation
      東北大学 (仙台市,宮城県)
    • Year and Date
      2016-11-29
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 架橋グラフェンナノリボンアレイのウェハースケール高集積化合成2016

    • Author(s)
      鈴木 弘朗, 金子 俊郎, 澁田 靖, 大野 宗一, 前川 侑毅, 加藤 俊顕
    • Organizer
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ(新潟市,新潟県)
    • Year and Date
      2016-09-13
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Wafer-scale integration of suspended graphene nanoribbons and its growth mechanisms2016

    • Author(s)
      H. Suzuki, T. Kaneko, Y. Shibuta, M. Ohno, Y. Maekawa, T. Kato
    • Organizer
      第51回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      かでる2・7 (札幌市,北海道)
    • Year and Date
      2016-09-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 先進プラズマCVDによるグラフェンナノリボン合成におけるナノバー触媒種の効果2016

    • Author(s)
      和藤勇太, 鈴木弘朗, 金子俊郎, 加藤俊顕
    • Organizer
      第51回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      かでる2・7 (札幌市,北海道)
    • Year and Date
      2016-09-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 先進プラズマCVDによるグラフェンナノリボン合成におけるナノバー触媒種の効果2016

    • Author(s)
      和藤勇太, 鈴木弘朗, 金子俊郎, 加藤俊顕
    • Organizer
      第10回プラズマエレクトロニクスインキュベーションホール
    • Place of Presentation
      静岡県御殿場市国立中央青年交流の家(御殿場市, 静岡県)
    • Year and Date
      2016-08-31
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Optoelectronic properties of densely aligned suspended graphene nanoribbons array fabricated by plasma CVD2016

    • Author(s)
      H. Suzuki, T. Kato, and T. Kaneko
    • Organizer
      The 17th International Conference on the Science and Application of Nanotubes and Low-Dimensional Materials
    • Place of Presentation
      University of Vienna (Vienna, Austria)
    • Year and Date
      2016-08-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Large Scale Fabrication of Suspended Graphene Nanoribbon Arrays2016

    • Author(s)
      H. Suzuki, T. Kato, and T. Kaneko
    • Organizer
      Compound Semiconductor Week 2016
    • Place of Presentation
      富山国際会議場(富山市,富山県)
    • Year and Date
      2016-06-26
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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