2019 Fiscal Year Annual Research Report
Formation of 2D materials through a far-UV photochemical reaction at the interface between carbon and silicon oxide.
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18K18946
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
杉村 博之 京都大学, 工学研究科, 教授 (10293656)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
一井 崇 京都大学, 工学研究科, 准教授 (30447908)
宇都宮 徹 京都大学, 工学研究科, 助教 (70734979)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 真空紫外光 / グラフェン / 二次元材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電子デバイス応用に向けたグラフェン系材料の大量生産方法として，酸化グラフェン（graphene oxide，GO）を再還元させる手法が盛んに研究されている．われわれはこれまで、172 nmにピーク波長をもつXe2エキシマランプを用いた真空紫外（vacuum ultraviolet，VUV）光照射 (以下VUV_Xe) によるGOの還元，構造回復および電気伝導特性向上について報告してきた．しかしVUV_Xe光によって還元したGOには未だ構造欠陥が残存しており，その電気伝導特性は熱や化学還元したGOに比べ2~3桁低いという問題があった．本研究では、Xe2エキシマランプよりもさらに短い、126 nmと160 nmのピーク波長ををもつ重水素ランプ (VUV_D2) による、GOの還元に取り組んだ。これは、以下の二つの点を期待してのものである。一つ目は、短い波長、すなわち、高いフォトンエネルギーによる光化学反応である。もう一つは、二次元材料であるGOに光を照射すると、その薄さゆえ、一部はGOを透過してGOの支持基板に照射される。GOの光化学反応だけでなく、GOの接する基板の光化学反応を同時に誘起することで、新たな二次元材料の形成が期待される。
本年度は、VUV_D2の二つのピーク波長を切り分け、それぞれの波長が及ぼす光化学反応についてより詳細に検討を行った。その結果、波長126 nmの光が160 nmのに比べてよりGOの欠陥修復に大きく寄与することが明らかとなった。さらに、電界効果トランジスタ (FET) を作成し、電気伝導特性を評価した結果、電気伝導特性の回復・向上についても波長126 nmの寄与がより大きいことが明らかとなった。
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