Formation and Characterization of Germanium Two-Dimensional Crystal on Insulating Substrate

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02169
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21050:Electric and electronic materials-related
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Ohta Akio 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (10553620)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ゲルマニウム / サファイア / 極薄膜 / 二次元結晶 / 結晶化

Outline of Final Research Achievements

Formation of ultrathin and two-dimensional Ge crystals on sapphire substrate has been studied in this work. Sapphire(0001) substrate is one of the attracting insulating substrate from the viewpoints of surface flattening process by thermal annealing and good Ge(111) crystalline growth template due to its surface structure. Ge thin layer was deposited on sapphire(0001) by RF sputtering and crystallized by thermal annealing in N2 ambient. Effect of substrate heating during Ge deposition, solid phase and melting crystallization of Ge thin layer have been evaluated.

Free Research Field

半導体工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

微細で高性能な電子デバイスを実現する材料として、二次元結晶が期待されている。本研究ではグラフェンを構成する炭素(C)と同じ14族の元素であるゲルマニウム(Ge)において、その極薄結晶、究極的には二次元結晶を、絶縁性基板上に形成することを目的として研究を推進し、数ナノメートルのGe薄膜の固相結晶化では、結晶核生成と成長を意図した二段階の熱処理をすることが有効であることなど有意義な知見を得ることができた。