2020 Fiscal Year Research-status Report
極微細金属パターン付き基板による高性能低消費電力グラフェンFETの作製
| Project/Area Number |
19K04531
|
|---|
| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
久保 俊晴 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10422338)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三好 実人 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30635199)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | グ ラ フ ェ ン 膜 / 金属凝集法 / 極微細金属パ タ ー ン / ア ニ ー リ ン グ / ラ マ ン 分光 / FET / 電子ビーム露光 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の最終目的は、触媒金属膜の凝集現象を利用してグラフェン膜を形成する金属凝集法において、極微細な金属パターンを有する金属触媒膜を用いることにより、絶縁基板上に転写フリーのグラフェン膜を形成し、高性能グラフェンFETを作製することである。
昨年度は金属凝集法を用いて形成したグラフェン膜の結晶性を高めるため、Ni金属触媒膜について加熱プロセスを導入し、Ni(111)の結晶子サイズを増大させる研究を行い、グラフェン膜の結晶性の向上を確認した。本年度も研究目標の一つとして、Ni成膜後のアニール温度の変化が形成されるグラフェン膜の結晶性に与える影響について評価を行い、グラフェン膜の結晶性が最も向上する条件を調べた。また、昨年度パターンが形成できなかった極微細金属パターン付き基板の作製のため、電子ビーム(EB)露光プロセスについての検討も進めた。
アニール処理に関して、アニール温度を600℃から1000℃まで増大させた結果、温度上昇に伴いNi(111)の結晶子サイズが増大することがXRD測定により明らかとなった。また、形成されるグラフェン膜の結晶性について、ラマン分光により、G, D, および2Dの各ピークを測定したところ、Ni膜に対するアニール処理温度の上昇により、G/Dピーク比が増大していくことが分かった、特に1000℃のアニール処理により、局所的にG/Dおよび2D/Gピーク比の非常に大きな値を示す部分が得られ、グラフェンの結晶性が非常に良く、かつ膜厚の薄い部分が形成されることが分かった。現在、この膜を用いて電界効果トランジスタ(FET)を作製することを行っている。
EB露光による極微細金属パターンの形成に関しては、パターン形成過程の改善を行い、今後、極微細Ni金属パターンを形成し、Ni膜アニール処理と合わせて、高性能FETを作製する。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2020年度の目標は極微細金属パターンを用いたグラフェンFETを作製することであったが、年度の前半に実験が滞ったこともあり、目標を達成することができなかった。しかし、Ni膜のアニール処理に関する研究から、1000℃付近でのアニール処理により、グラフェン膜中で結晶性の非常に良い部分ができることが分かったので、今後、この結果と極微金属パターンとを併用することにより、特性の良いグラフェンFETが作製可能であると考えられる。また、EB露光による極微細金属パターンの形成についても検討を進めたため、2021年度は最終目標である高性能グラフェンFETを作製可能である。
|
| Strategy for Future Research Activity |
2020年度はNi金属触媒膜へのアニール処理によるグラフェン膜の結晶性の向上およびＥB露光による極微細グラフェン膜形成方法の再検討を行ったので、2021年度はこれらの成果を合わせ、EB露光および金属凝集法を用いて絶縁基板上に極微細パターンを有するグラフェン膜の形成を行う。形成したグラフェン膜をラマン分光により評価すると共に、その電気特性を評価する。その後、グラフェンFETを作製し、そのデバイス特性と金属パターンとの関係を評価することにより、デバイス特性の改善を図る。上記のデバイス作製および評価を繰り返し、最終目標である高性能グラフェンFETを作製する。
|
Research Products
(1 results)
