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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Basic research for realization of heteroepitaxial growth platform

Research Project

Project/Area Number 15H03558
Research InstitutionMeijo University

Principal Investigator

成塚 重弥  名城大学, 理工学部, 教授 (80282680)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 上山 智  名城大学, 理工学部, 教授 (10340291)
丸山 隆浩  名城大学, 理工学部, 教授 (30282338)
清水 一男  静岡大学, イノベーション社会連携推進機構, 准教授 (90282681)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2020-03-31
Keywordsヘテロエピタキシャル成長 / マイクロチャンネルエピタキシー / グラフェンマスク / 転位低減化 / リモートエピタキシー / 応力低減 / 横方向成長 / Ⅲ-Ⅴ on Si
Outline of Annual Research Achievements

本年度の計画を初期のものより一段と進め、マイクロチャンネル部を通過する転位の低減も目指した。MITのキムらにより提案されたリモートエピタキシーを利用することにより、従来では原理的に不可能と考えられていたマイクロチャンネル部を貫通する転位の低減の可能性が開けた。そのため、本年度はマイクロチャンネル部のGaNの成長にリモートエピタキシーを取り入れた。研究遂行のため、以下の項目に関し本年度の研究を推進した。
(1)「単層グラフェンの成長・転写技術の高度化」リモートエピタキシーの実現には良好な単層グラフェンが必要である。すなわち、グラフェン上での良好な結晶成長のためには、グラフェンそのものの品質の向上に加え、転写時のマスクの汚れ(PMMA残渣等)を完全に除去することが重要である。本年度はそのための清浄化プロセスを開発した。
(2)「リモートエピタキシーメカニズムの検討」マイクロチャンネル部のリモートエピタキシーのための成長条件を導出するため、最初はマスクパターンを使用せず、GaAsならびにGaNのリモートエピタキシーをおこない、そのメカニズムに関して調べた。
(3)「ダブルマスクを使用したGaNのマイクロチャンネルエピタキシー」チャンネル部は単層グラフェン、マスク部には多層グラフェンを用いるダブルマスクの作製方法の導出と、それを利用したチャンネル部のリモートエピタキシーをおこなった。
(4)「グラフェンの応力低減効果の検討」グラフェフェン上にGaNをリモートエピタキシーした基板を使用しInGaNの成長をおこなうことにより、応力の低減効果の評価を試みた。
以上の実験の結果、ダブルマスクをマイクロチャンネルエピタキシーに用いるために必要な基礎技術の確立ならびにダブルマスクを用いたGaNマイクロチャンネルエピタキシーに関する予備的な実験をおこなうことに成功した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (41 results)

All 2020 2019 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (35 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Vertically aligned growth of small-diameter single-walled carbon nanotubes by alcohol catalytic chemical vapor deposition with Ir catalyst2020

    • Author(s)
      Maruyama Takahiro、Okada Takuya、Sharma Kamal Prasad、Suzuki Tomoko、Saida Takahiro、Naritsuka Shigeya、Iizumi Yoko、Okazaki Toshiya、Iijima Sumio
    • Journal Title

      Applied Surface Science

      Volume: 509 Pages: 145340~145340

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.apsusc.2020.145340

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Precipitation of multilayer graphene directly on gallium nitride template using Tungsten capping layer2020

    • Author(s)
      Yamada Jumpei、Ueda Yuki、Maruyama Takahiro、Naritsuka Shigeya
    • Journal Title

      Journal of Crystal Growth

      Volume: 534 Pages: 125493~125493

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2020.125493

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Transfer-free fabrication of a graphene transparent electrode on a GaN-based light-emitting diode using the direct precipitation method2019

    • Author(s)
      Yamada Jumpei、Usami Shigeyoshi、Ueda Yuki、Honda Yoshio、Amano Hiroshi、Maruyama Takahiro、Naritsuka Shigeya
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 58 Pages: 040904~040904

    • DOI

      doi.org/10.7567/1347-4065/aafe70

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystal orientation effects of sapphire substrate on graphene direct growth by metal catalyst-free low-pressure CVD2019

    • Author(s)
      Ueda Yuki、Yamada Jumpei、Ono Taishi、Maruyama Takahiro、Naritsuka Shigeya
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 115 Pages: 013103~013103

    • DOI

      doi.org/10.1063/1.5098806

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Direct precipitation growth of multi-layer graphene using W capping layer -Dependence of growth atmosphere-2020

    • Author(s)
      山田 純平   上田 悠貴   丸山 隆浩   成塚 重弥
    • Organizer
      第58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
  • [Presentation] a面サファイア上のグラフェンのCVD成長メカニズムの検討2020

    • Author(s)
      上田 悠貴   山田 純平   丸山 隆浩   成塚 重弥
    • Organizer
      第58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
  • [Presentation] Synthesis of 3D hybrid Structures composed of Single-walled CNTs and Mesopores Carbon by Chemical Vapor Deposition2020

    • Author(s)
      Aliza Khaniya Sharma   Kamal P Sharma   Takahiro Saida   Shigeya Naritsuka   Takahiro Maruyama
    • Organizer
      第58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
  • [Presentation] 放射光X線を用いたグラフェン析出成長過程のその場観察 - Ni触媒結晶化の効果 -2020

    • Author(s)
      山田 純平  上田 悠貴  丸山 隆浩  成塚 重弥
    • Organizer
      第67回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] 減圧CVDによるa面サファイア基板上でのグラフェン直接成長 ----- 成長圧力依存性 -----2020

    • Author(s)
      上田 悠貴  山田 純平  丸山 隆浩  成塚 重弥
    • Organizer
      第67回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] 分子線成長によるNi薄膜の配向性に与える成長温度の効果2020

    • Author(s)
      中島 諒人  樫尾 達也  伊藤 翼  丸山 隆浩  成塚 重弥
    • Organizer
      第67回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] ナノダイヤモンドを用いた多層グラフェンの直接析出成長の低温化に関する検討2020

    • Author(s)
      樫尾 達也  中島 諒人  山田 純平  上田 悠貴  丸山 隆浩  成塚 重弥
    • Organizer
      第67回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] THz分光解析によるグラフェンのバックグランド誘電率の推定2020

    • Author(s)
      藤井 高志  毛利 真一郎  荒木 努  上田 悠貴  成塚 重弥  岩本 敏志
    • Organizer
      第67回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] 抵抗加熱式CZ法による直径6インチ金属Ni単結晶作成2020

    • Author(s)
      高橋 和也  福田 承生  藤井 高志  川又 透  杉山 和正  成塚 重弥
    • Organizer
      第67回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] Pt 触媒を用いたアルコール CVD 法による 単層カーボンナノチューブ成長:収率向上に関する検討2020

    • Author(s)
      山本 大貴  サラマ カマル  才田 隆広  成塚 重弥  丸山 隆浩
    • Organizer
      第67回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] THzエリプソメトリーを用いたサファイア上グラフェンの電気特性評価2020

    • Author(s)
      鈴木 拓輝  佐藤 希一  藤井 高志  毛利 真一郎  荒木 努  岩本 敏志  佐藤 幸徳  上田 悠貴  成塚 重弥
    • Organizer
      第67回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] In situ XANES Study on Growth Process of Carbon Nanotubes2019

    • Author(s)
      Takahiro Maruyama Makoto Kumakura Takahiro Saida Shigeya Naritsuka
    • Organizer
      MRS Fall Meeting & Exhibit
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Improvement of CVD direct growth of graphene using crystal orientation effects of sapphire substrate2019

    • Author(s)
      Y. Ueda J. Yamada T. Maruyama S. Naritsuka
    • Organizer
      International Symposium on Advanced Nanocarbon Materials ~Science Technology and Application
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Low-temperature direct growth of graphene on r-plane sapphire using Cu vapor catalyst by CVD2019

    • Author(s)
      Yuki Ueda Jumpei Yamada Taishi Ono Takahiro Maruyama and Shigeya Naritsuka
    • Organizer
      19th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy (ICCGE-19)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] LIQUID-PHASE GROWTH OF FEW-LAYERED GRAPHENE ON SAPPHIRE SUBSTRATES USING GA MELTS2019

    • Author(s)
      T. Maruyama S. Sawada T. Saida S. Naritsuka
    • Organizer
      19th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy (ICCGE-19)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Precipitation of multilayer graphene directly on gallium nitride template using W capping layer2019

    • Author(s)
      Jumpei Yamada Yuki Ueda Takahiro Maruyama Shigeya Naritsuka
    • Organizer
      19th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy (ICCGE-19)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Synthesis of Vertically-Aligned Single-Walled Carbon Nanotubes Having Small Diameters by ACCVD Using Ir Catalysts2019

    • Author(s)
      Takahiro Maruyama Takuya Okada Kamal Sharma Tomoko Suzuki Takahiro Saida Shigeya Naritsuka
    • Organizer
      The 20th International Conference on the Science and Application of Nanotubes and Low-Dimensional Materials (NT19)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 流速支援液相成長を用いたGaNの成長メカニズムの検討2019

    • Author(s)
      成塚重弥  神林大介  丸山隆浩
    • Organizer
      第48回結晶成長国内会議
  • [Presentation] サファイア基板上でのNi薄膜の熱処理結晶化2019

    • Author(s)
      中島諒人  樫尾達也  山田純平  上田悠貴  丸山隆浩  成塚重弥
    • Organizer
      第48回結晶成長国内会議
  • [Presentation] X-ray in situ observation of graphene precipitating directly on sapphire substrate2019

    • Author(s)
      Shigeya Naritsuka   Jumpei Yamada   Yuki Ueda   Asato Nakashima   Tatsuya Kashio   and Takahiro Maruyama
    • Organizer
      38th Electronic Materials Symposium (EMS-38)
  • [Presentation] 減圧CVDによる2インチr面サファイア基板上の単層グラフェンの直接成長2019

    • Author(s)
      上田 悠貴  山田 純平  丸山 隆浩  成塚 重弥
    • Organizer
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] 電極を用いないサファイア上グラフェンの電気特性測定2019

    • Author(s)
      藤井 高志  毛利 真一郎  荒木 努  上田 悠貴  成塚 重弥  岩本 敏志
    • Organizer
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] Single-walled carbon nanotubes growth on mesoporous carbon by chemical vapor deposition using Co catalyst2019

    • Author(s)
      Sharma Aliza  サラマ カマル  才田 隆広  成塚 重弥  丸山 隆浩
    • Organizer
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] 分子線エピタキシー法で成長したGaAs系バイセクションレーザの設計と作製2019

    • Author(s)
      石川 裕介  荒川 亮太  神林 大介  成塚 重弥  今井 大地  宮嶋 孝夫
    • Organizer
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] Ir触媒からの単層カーボンナノチューブ成長:触媒膜厚依存性2019

    • Author(s)
      丸山 隆浩  岡田 拓也  カマル サラマ  鈴木 智子  才田 隆広  成塚 重弥
    • Organizer
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] 角度分解光電子微細構造法によるC-doped GaNの結晶構造評価2019

    • Author(s)
      熊木 雄貴  成塚 重弥  下村 勝
    • Organizer
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] In situ XRD measurement of precipitation of multilayer graphene2019

    • Author(s)
      Jumpei Yamada Yuki Ueda Takahiro Maruyama and Shigeya Naritsuka
    • Organizer
      第57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
  • [Presentation] 2インチr面サファイア上の高均一単層グラフェンのCVD成長2019

    • Author(s)
      上田 悠貴   山田 純平   丸山 隆浩   成塚 重弥
    • Organizer
      第57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
  • [Presentation] ナノダイヤモンドを用いた析出法によるSiO2/Si基板上への多層グラフェンの直接成長 ~降温速度依存性~2019

    • Author(s)
      樫尾 達也   中島 諒人   山本 大地   丸山 隆浩   成塚 重弥
    • Organizer
      第57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
  • [Presentation] Growth of single-walled carbon nanotubes on chemically etched graphene layers by coldwall CVD using Ir catalysts2019

    • Author(s)
      Aliza Khaniya Sharma   Kamal P Sharma   Saeki Mayumi   Saida Takahiro   Naritsuka Shigeya   Maruyama Takahiro
    • Organizer
      第57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
  • [Presentation] Pt触媒を用いたアルコールCVD法における単層カーボンナノチューブの成長量増加に向けて2019

    • Author(s)
      山本 大貴   カマル サラマ   才田 隆広   成塚 重弥   丸山 隆浩
    • Organizer
      第57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
  • [Presentation] Ir触媒を用いた通常型コールドウォールCVD法による単層カーボンナノチューブの垂直配向成長2019

    • Author(s)
      佐伯 檀   カマル サラマ   才田 隆広   成塚 重弥   丸山 隆浩
    • Organizer
      第57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
  • [Presentation] c面サファイア基板上Ni薄膜の熱処理結晶化のX線回折測定による評価結晶成長討論会2019

    • Author(s)
      中島諒人  樫尾達也  山田純平  上田悠貴  丸山隆浩  成塚重弥
    • Organizer
      第42回 結晶成長討論会
  • [Presentation] ナノダイヤモンドを用いた析出法によるSiO2 /Si基板上への多層グラフェンの直接成長 ~ 降温速度依存性 ~2019

    • Author(s)
      樫尾 達也   中島 諒人   山本 大地   上田 悠貴  山田 純平  丸山 隆浩   成塚 重弥
    • Organizer
      第42回 結晶成長討論会
  • [Presentation] GaNのリモートエピタキシーに関するトライアル2019

    • Author(s)
      丹羽和希   上田悠貴   山田純平   佐々井耕平   成塚重弥   丸山隆浩
    • Organizer
      第42回 結晶成長討論会
  • [Book] Semiconductors and Semimetals vol.101 (Future Direction inSilicon Photonics)2019

    • Author(s)
      Edited by Sebastian Lourdudoss, John E. Bowers, and Chennupati Jagadish
    • Total Pages
      366
    • Publisher
      Elsevier
    • ISBN
      978-0-12-818857-6
  • [Remarks] 名城大学 理工学部 材料機能工学科 成塚研究室

    • URL

      https://www1.meijo-u.ac.jp/~narit/

URL: 

Published: 2021-01-27  

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