Development of growth method of transfer-free graphene by using solid state carbon source and its application to light emitting device

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K14783
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 21050:Electric and electronic materials-related
• Research Institution: Kanagawa Institute of Industrial Sclence and Technology
• Principal Investigator: NAKAGAWA Kenta 地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所, 戦略的研究シーズ育成プロジェクト, 研究員(任期有) (20822480)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ナノカーボン / グラフェン / 光デバイス / 発光素子 / 急速熱アニール

Outline of Final Research Achievements

Compound semiconductors, which are mainly used as typical infrared light sources currently in practical use, are difficult to form and integrate directly on silicon substrates. In this study, I developed a transfer-free graphene growth method that can be grown on substrates directly from solid state carbon source, and evaluated the electrical and optical properties. In addition, I proposed suitable device structures and optimized the fabrication processes for high brightness, modulation speed and integration.

Free Research Field

電気電子材料工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

赤外光源は、幅広い用途への応用が期待されており、赤外光源の開発研究が世界中で精力的に行われている。また、情報通信量の急速な増大を背景に実現が強く要望されている次世代通信の基板技術として、光インターコネクトやシリコンフォトニクスが大きな期待を集めている。このようなデバイスの作製には、高輝度発光で基板上に高集積化が可能な微小な赤外光源が必要不可欠である。本研究では、基板上に直接成長できる転写フリーなグラフェン作製法を確立し、確立した手法により作製したグラフェンを発光素子化し、その電気特性・発光特性を評価した。