放射光ナノ顕微分光による原子層デバイスの界面状態オペランド解析とその系統的研究
Publicly Offered Research
| Project Area | Science of Atomic Layer Systems |
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| Project/Area Number |
26107503
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | National Institute for Materials Science (2015)
Tohoku University (2014) |
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Principal Investigator |
永村 直佳 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端材料解析研究拠点, 研究員 (40708799)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2015)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | オペランド分析 / グラフェン / トランジスタ / 界面 / 放射光 / 顕微分光 / イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、研究代表者らが開発してきた3次元走査型光電子顕微分光装置"3DnanoESCA"の高い空間分解能(<100nm)と非破壊状態分析可能性という強みを活かして、原子層材料や原子層デバイスの異種接合界面や原子層面内不均一性の解析を行い、マクロな機能特性への影響を調べることである。初年度は原子層デバイスを動作中オペランド分析できるよう装置改良し、実際にグラフェン電界効果トランジスタの動作中チャネル内ピンポイント分析を成功させた。最終年度であるH27年度は、以下に挙げるように新学術領域内外にわたる共同研究を展開し、3DnanoESCAを種々の原子層デバイス分析に活用した。
(1) グラフェン・遷移金属ダイカルゴゲナイド超薄膜トランジスタ…単原子層物質であるグラフェンや数原子層膜厚の二硫化モリブデンを剥離法によって作製し、チャネルとして用いた電界効果トランジスタについて、ゲート電圧を印加した状態で、輸送特性測定とチャネル内ピンポイント分光測定を同時に行い、チャネル/電極界面近傍のチャネル分布を明らかにした。
(2) 紫外線照射酸化グラフェン…単層グラフェンの電界効果トランジスタ構造に、風ゲート電圧印加下で紫外線照射するとエッジ付近で選択的に酸素吸着してエッチングが進むことが知られており、紫外線照射に伴うグラフェンチャネル内の酸化状態の空間不均一性についてnanoESCAでマッピング分析を行った。その結果、炭素と酸素のコアレベルスペクトルから4つの段階的な酸化状態が存在することが示された。
(3) 原子層触媒…窒素ドープHOPGの表面酸素吸着量解析、BN単層ナノシート触媒の価電子帯空間状態分析、La2Ti2CuSO7など人工光合成触媒ナノクラスターの面方位による触媒活性変化の分析などを行った。
上記の成果により、H27年度中に論文・解説を2本出版し(5本投稿中および執筆中あり)、10件の学会発表(うち招待講演4件)を行った。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(17 results)
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[Journal Article] Microscopically-Tuned Band Structure of Epitaxial Graphene through Interface and Stacking Variations Using Si Substrate Microfabrication2014
Author(s)
Hirokazu Fukidome, Takayuki Ide, Yusuke Kawai, Toshihiro Shinohara, Naoka Nagamura, Koji Horiba, Masato Kotsugi, Takuo Ohkochi, Toyohiko Kinoshita, Hiroshi Kumighashira, Masaharu Oshima, Maki Suemitsu
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 4
Issue: 1
Pages: 5173-5173
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Electronic state analysis of organic materials using synchrotron radiation soft X-ray2015
Author(s)
永村直佳, 北田祐太, 谷木良輔, 鶴見淳人, 松井弘之, 堀場弘司, 朝倉大輔, 細野英司, 本間格, 竹谷純一, 尾嶋正治
Organizer
The 2nd Tohoku University and NIMS-GREEN Joint Symposium
Place of Presentation
東北大学 片平キャンパス
Year and Date
2015-10-30
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