2011 Fiscal Year Annual Research Report
グラフェン上のIII-V族半導体ナノワイヤの作製と太陽電池応用
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11F01363
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
福井 孝志 北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 教授
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
HONG YoungJoon 北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 外国人特別研究員
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| Keywords | グラフェン / ナノワイヤ / インジウムヒ素 / 異種エピタキシー / フレキシブルエレクトロニクス / 半導体 / 有機金属気相成長法 / 化学気相蒸着法 |
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| Research Abstract |
インジウムヒ素ナノワイヤを、グラファイトと単層グラフェンに垂直方向に成長することで、グラフェンが半導体材料を堆積させる基板として使用できることを立証した。透過電子顕微鏡観察により、非結合電子が存在しない疎水性グラフェン表面に半導体が堆積する原理を発見した。重要なのは、インジウムヒ素ナノワイヤをグラフェン基板の任意の場所に作製する"選択成長法"を開発し、単層グラフェンが、半導体の異種エピタキシー基板として適用可能であることを証明した。また、単層グラフェンを大面積で製造し、それを基板として使用したことで、産業化に適したプロセスを示した。
本研究では、半導体やグラフェンのヘテロ接合の製造の基礎原理を提供する。グラフェンは、表面に非結合炭素を持っていないため、疎水性表面である。このようなグラフェンの表面特性のために半導体をグラフェンに異種エピテック時に蒸着するのに多くの困難があった。本研究によって、ファンデヴァルス-有機金属化学気相エピテック時法で超薄膜のグラフェン基板に半導体ナノ素材を製造する物理化学的原理を確立した。
グラフェンは透明で、化学/機械的にも安定な物質である。そのため、ナノ材料とグラフェンを組み合わせることで、様々な透明フレキシブル電子デバイスを製造することができる。このようなグラフェン上に、半導体ナノ素材を製造する方法を開発したという点で、フレキシブルエレクトロニクスの発展に寄与したといえる。
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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
優れた研究施設と優秀な研究者との共同研究により、当初計画より研究が迅速に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、半導体ナノ素材をグラフェン上に製造する原理を研究している。この製造原理の研究が完了すれば、半導体ナノ素材のヘテロ構造を用いた様々なデバイスを研究する予定である。特に、グリーンエレクトロニクスの一例として、太陽電池と発光ダイオードの分野に集中して研究を行なう。
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