2024 Fiscal Year Final Research Report

Development of transfer-less fine pattern formation and electrode connection method for graphene on an insulating substrate and evaluation in nano-meter scale

Research Project

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Project/Area Number	21K04844
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 28030:Nanomaterials-related
Research Institution	National Institute of Information and Communications Technology
Principal Investigator	SHUKICHI TANAKA 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所神戸フロンティア研究センター, 研究センター長 (40284608)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	鈴木仁広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 准教授 (60359099) 富成征弘国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所神戸フロンティア研究センター, 研究員 (90560003)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2025-03-31
Keywords	グラフェン / CVD / 基板上反応 / SPM
Outline of Final Research Achievements	To improve the fabrication process of graphene devices, we have explored a new method of fabricating graphene circuit pattern directly on insulating substrates and connecting the graphene to electrodes without transfer of graphene from a catalyst surface to insulating substrates nor lithography processes on it. The method can reduce damages on the physical properties of the graphene, which are brought during the transfer and lithography processes. In this method, patterned graphene can be synthesized on complex templates that consisted of multiple metal catalysts patterns. In this study, we have proved the concepts of “transfer-less micro graphene circuit fabrication method” and have shown their usefulness for device fabrication. The results of this study have provided valuable knowledge for the realization of high-performance devices that take advantage of the intrinsic properties of graphene.
Free Research Field	ナノ材料化学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	電子デバイスに適した多くの有用な物性を有するグラフェンの成膜プロセスとしてCVDは極めて有効な手法であるものの、成膜後の必須プロセスである転写や微細加工により本来の性能を発揮出来ない状況が続いている。本研究にて提案する「複合テンプレーティングCVD法」によれば、これらグラフェンの特性に悪影響を与えるプロセスを行うことなく回路パターンを形成可能となるだけでなく、テンプレートの一部を電極として活用することで、他の電子回路との接続も容易になる。これらはグラフェンをデバイス化する際に生じる多くの問題を克服する道標となるものである。