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Investigation of high performance transfer free graphene device with transistor and memory operation

Research Project

Project/Area Number 16K06281
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Electronic materials/Electric materials
Research InstitutionMatsue National College of Technology (2017-2018)
Kobe City College of Technology (2016)

Principal Investigator

Ichikawa Kazunori  松江工業高等専門学校, 電子制御工学科, 准教授 (90509936)

Research Collaborator Suda Yoshiyuki  
Ohshima Tamiko  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2018: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2017: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywordsグラフェン / ヘテロ接合 / 転写フリー / ハイブリッドデバイス / TFT / メモリ / トランジスタ / ヘテロデバイス / ハイブリッド型デバイス / 熱CVD / ナノ材料 / 半導体デバイス
Outline of Final Research Achievements

Generally, transfer to the Si substrate was needed for the graphene device. However, it is possible to fabricate transfer free graphene device by graphene synthesized on nickel oxide. In this research period, we found newly that this device operated as a memory at low drain voltage, and operates as a transistor at high drain voltage. Moreover, electron and hole mobility at room temperature were 5200 and 7250cm2/Vs, respectively. These mobilities were about twice the synthesized graphene on nickel. From these results, we succeeded about the hybrid typed graphene devices with high performance and high speed were fabricated by graphene synthesized on high oxygen concentration of nickel oxide.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現在は情報化社会を迎えており、今後もAIの発展からより情報量が増大し今以上に高速で情報処理をする必要がある。
本研究結果によって、これまで別々に作製されていたトランジスタとメモリはドレイン電圧によりその機能を使い分けることができるため、情報量によってその割合を変化させることができる新たな論理回路の設計が可能となる。これまでの窒化ガリウムに代表される新材料によるデバイスの高性能化から、今後新たな論理回路アプローチからの情報処理が可能となり意義のある研究だと言える。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] 熱CVD グラフェンの基礎と転写フリーグラフェンMOSFET の電気特性評価2017

    • Author(s)
      市川 和典 須田 善行
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌C

      Volume: 5 Pages: 242-250

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Oxygen concentration dependence of transfer free graphene thin film transistor2019

    • Author(s)
      K. Ichikawa, S. Tateishi and H. Akamatsu
    • Organizer
      The 15th International Thin-Film Transistor Conference (ITC2019)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] グラフェン合成における酸素濃度依存性2018

    • Author(s)
      立石翔太,市川和典,赤松浩
    • Organizer
      第15回薄膜材料デバイス研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 熱CVD グラフェンの基礎と転写フリーグラフェンMOSFET の電気特性評価2017

    • Author(s)
      市川 和典
    • Organizer
      薄膜材料デバイス研究会 山陰特別研究会
    • Place of Presentation
      清嵐荘
    • Year and Date
      2017-03-21
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Thermal chemical vapor deposition graphene directly synthesized on the nickel oxide film2017

    • Author(s)
      S. Kenmotsu, K. Ichikawa, H. Akamatsu and Y. Suda
    • Organizer
      The 39th International Symposium on Dry Process
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 酸化膜上への熱 CVDグラフェンの合成と酸素導入時間の影響2017

    • Author(s)
      劒持進次郎, 市川和典, 赤松浩, 須田善行
    • Organizer
      第14回薄膜材料デバイス研究会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] グラフェンにおける電気特性とラマンスペクトルの相関2017

    • Author(s)
      山本将太郎, 市川和典, 赤松浩, 須田善行
    • Organizer
      第14回薄膜材料デバイス研究会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] トンネル効果を利用した酸化膜上へのグラフェンの合成2017

    • Author(s)
      堀谷真理愛, 市川和典, 赤松浩
    • Organizer
      高専シンポジウム2017
    • Place of Presentation
      鳥羽商船高専
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 高濃度水素中での熱CVDグラフェンの高速合成2017

    • Author(s)
      上玉利勇輝・市川和典・赤松浩
    • Organizer
      高専シンポジウム2017
    • Place of Presentation
      鳥羽商船高専
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] アセチレンの分解効率の向上による熱CVDグラフェンの低温合成2017

    • Author(s)
      谷川直樹 市川和典 赤松浩
    • Organizer
      高専シンポジウム2017
    • Place of Presentation
      鳥羽商船高専
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 赤外線集光型熱CVDを用いたグラフェン合成の低温化2017

    • Author(s)
      谷川 直樹,市川 和典 ,赤松 浩
    • Organizer
      応用物理学会関西支部平成28年度第3回講演会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 酸化膜上に直接合成した熱CVDグラフェンの特性評価2017

    • Author(s)
      堀谷 真理愛,市川 和典,赤松 浩
    • Organizer
      応用物理学会関西支部平成28年度第3回講演会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 熱CVDグラフェンの高速合成における高温時の水素の影響2017

    • Author(s)
      上玉利 勇輝,市川 和典 ,赤松 浩
    • Organizer
      応用物理学会関西支部平成28年度第3回講演会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 熱CVDグラフェンの高速合成における水素濃度依存性2016

    • Author(s)
      上玉利 勇輝,市川 和典,赤松 浩,須田 善行
    • Organizer
      第13回薄膜材料デバイス研究会
    • Place of Presentation
      龍谷大学
    • Year and Date
      2016-10-20
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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