六方晶窒化ホウ素単結晶中不純物が絶縁特性に及ぼす影響評価
| Project/Area Number |
22K14559
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 28020:Nanostructural physics-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小野寺 桃子 東京大学, 生産技術研究所, 特任助教 (10907819)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | 二次元層状物質 / 六方晶窒化ホウ素 / ファンデルワールス接合 / グラフェン / 二次元結晶 |
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| Outline of Research at the Start |
二次元ファンデルワールス複合原子層の研究に必須の材料である絶縁体二次元物質：六方晶窒化ホウ素（h-BN）の耐電界特性を多面的に評価する。特に高温高圧合成h-BN結晶中に不可避的に形成される炭素不純物過多ドメインに着目し、ドメイン内外及びドメイン境界での耐電圧特性の違いを明らかにする。評価方法としては、(1)金属電極をh-BNに取り付け、4K程度の極低温下でh-BNに面直電界を印可し耐電圧を測定する、(2)SiO2基板上に金属膜を蒸着したものの上にh-BNをへき開し、導電性AFMチップによって耐電圧を評価する、の２通りを考えている。
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| Outline of Annual Research Achievements |
六方晶窒化窒化ホウ素（h-BN)中の不純物が耐電圧特性に及ぼす影響を評価するため、炭素アニール結晶及びアニールしていない結晶を使用し、粘着テープを用いたメカニカル劈開ほうによって薄膜化しSiO2基板上にh-BNフレークを作製した。それらのフレークを塩化ビニール（PVC）を用いてSIO2基板上の金属電極上に載せ、その後さらに金属電極を載せることによって上下の電極でh-BNを挟み込んだデバイスを作製し、室温及び極低温で測定を行った。炭素原子がドープされている場合とされていない場合において耐電圧曲線の振る舞いが変化することが確認できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
炭素ドープ結晶とドープしていない結晶において耐電圧曲線の振る舞いが異なることが確かめられたが、この振る舞いの違いに関しては一つのフレーク内でもばらつきがある。このばらつきの要因としては転写時にh-BN層にあかるひずみによるh-BNへの欠陥の導入、あるいは転写時にh-BNと接触したPVCから付着したポリマー残渣の影響が考えられる。そこで、これらの転写による原子層へのダメージを極力少なくするため、PVC転写の開発に取り組んできた。その結果として、PVCの膜厚制御による持ち上げ温度変化や転写効率の向上に成功している。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在PVC転写法の開発が順調であり、まだまだ可能性があると感じている。そのため、今後さらにPVC転写法の開発に力を入れる。具体的には、作製が困難であるとされる原子層のサスペンド構造を容易に作製できるような条件をPVCを用いて開発していく予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(2 results)
