2019 Fiscal Year Annual Research Report
Electrical properties and application to electronic devices on metal-adsorbed two-dimensional materials such as graphene
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16K06279
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| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
藤元 章 大阪工業大学, 工学部, 准教授 (90388348)
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2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | グラフェン / 二硫化モリブデン / 酸化インジウム / ガスセンサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
酸化膜付きのSi基板上に，1 nmのMoを電子ビーム蒸着装置で堆積させ，その後，900 ℃の炉内で1時間硫化させることにより二硫化モリブデン薄膜を作製した．ラマン散乱測定の結果，二硫化モリブデンは3層であることが分かり，その二硫化モリブデンのトランジスタ動作も確認した．グラフェンと二硫化モリブデンのファンデルワールスヘテロ接合を作製し，その抵抗変化によるH2ガスとNOガスの検知特性を調べた．CVDグラフェン単体よりも，グラフェン/二硫化モリブデンのヘテロ接合の抵抗変化が大きいことを確認した．ファンデルワールスヘテロ接合の場合，NOガスを10 ppmから100 ppmの範囲で変化させると，それに応じてステップ状の抵抗変化が得られた．
さらに，ガスセンサの高感度化を狙うために，酸化インジウムのALD (Atomic Layer Deposition) 膜をグラフェン上に成長させた試料でガスセンシング特性を評価した．NOガスを10 ppmから100 ppmの範囲で変化させると，ステップ状の応答が得られ，100 ppmのNOガスでは，2桁以上の抵抗の増大が観測された．air gas中でNOガスが二酸化窒素ガスに変化したため，酸化インジウムの抵抗が増加する酸化性ガスの吸着応答を示した．
今後，グラフェンなどの原子層薄膜を用いたデバイスのガスの検出感度を向上させるためには，電流がグラフェンと二硫化モリブデンのヘテロ接合を横切るデバイス構造を作製する必要がある．酸化インジウムを用いたガスセンシングに関しても，グラフェンの特長が活かせるデバイス構造の検討を進めていく．
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[Presentation] Characteristics of Gas Sensor Based on Molybdenum Disulfide/Graphene van der Waals Heterostructure2019
Author(s)
Shoji Maeda, Ryota Isu, Christopher J. Perini, Daiju Terasawa, Akira Fukuda, Masatoshi Koyama, Akira Fujimoto, Yoshiyuki Harada, Kazuto Koike, Mitsuaki Yano, Eric M. Vogel
Organizer
2019 MRS Fall Meeting & Exhibit
Int'l Joint Research
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