2017 Fiscal Year Annual Research Report
Growth of bilayer graphene with various orientation angles using high degree reduction of graphene oxide and its structural analysis
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15K17439
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小幡 誠司 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 特任助教 (90616244)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | グラフェン / 酸化グラフェン / プラズマ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では申請者が開発した、酸化グラフェン(GO)の高次還元法(銅触媒とメタン・水素プラズマによる処理)を用いて様々な積層構造をもつ2層グラフェンの作製を試みた。また、高次還元法の改良による、結晶性の向上や銅触媒を用いない手法の開発も同時に行った。
高結晶性のグラフェン作製条件検討については、メタンと水素の流量比を調整することで検討を行った。この結果、水素の流量を増加させることで、非常に高結晶性なグラフェンを作製することに成功した。Raman分光法による評価によって、このグラフェンは代表的なグラフェン作製手法である、金属基板上に化学気相成長法で作製されたグラフェンに匹敵する高品質グラフェンであることを明らかにした。さらに、2000 ℃近い、超高温のタングステンフィラメントを使用することで銅触媒なしで、グラフェンの高次還元が進行することも新たに見出した。これによりグラフェン生成温度を380℃まで下げることにも成功した。
次に、2層グラフェン作製に関しては、本手法では最表層しかグラフェン化することができない。そこで、①1層のGOの還元②2層目のGOの成膜③再度グラフェン化という手順で2層グラフェンの作製を試みた。銅触媒がプラズマ処理ごとに不活性化されてしまうことがわかり、銅触媒もプラズマ処理毎に再蒸着が必要ではあったが、この手法により2層グラフェンの作製に成功した。GOを用いた絶縁基板上での2層グラフェン作製例はこれまでに報告がなく、初めての成果である。Raman分光の解析によって、様々な積層構造をもつ2層グラフェンが作製できることがわかった。これはGO/Graphene の相互作用が弱い結果を反映していると考えられる。
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Research Products
(11 results)
