2014 Fiscal Year Annual Research Report
基板微細加工を援用した選択的結晶成長によるグラフェンのナノ物性制御
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23560003
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
吹留 博一 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (10342841)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川合 祐輔 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20451536) [Withdrawn]
小嗣 真人 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 研究員 (60397990)
米田 忠弘 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (30312234)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2015-03-31
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| Keywords | 界面 / グラフェン / SiC / 基板微細加工 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本繰越課題においては、基板微細加工を援用して選択的に結晶成長されたグラフェンのナノ物性を解析することが主目的であった。その為に、私は、SPring-8東京大学アウトステーションに設置されている三次元走査型光電子顕微鏡（3D nano-ESCA）を用いて、選択的に結晶成長したグラフェンの炭素1s内殻光電子分光をこ70nmという高空間分解能で測定した。その結果、グラフェン/SiC界面が、SiC薄膜の微視的な面方位により変調されることが明らかとなった。具体的には、グラフェンとSiC(111)微斜面の界面にはグラフェンの前駆体となるバッファー層が形成されるのに対して、グラフェンとSiC(100)微視面にはバッファー層が形成されないことが明らかとなった。この選択的なバッファー層形成は、断面透過型電子顕微鏡によっても確かめられている。このバッファー層の形成は、グラフェンへのキャリア・ドーピング、具体的には電子のドーピングの有無を決めることが明らかとなった。高空間分解能な炭素1s内殻光電子分光スペクトルにおけるグラフェン・ピークの詳細な解析により、SiC(111)微斜面上のグラフェンは、バッファー層を通じて、SiC(111)薄膜から電子ドーピングが10^12/cm2程度なされていることが明らかとなった。この電子ドーピングの有無は、共鳴Raman散乱分光顕微鏡によるグラフェンの電子-格子相互作用の解析によっても確かめられている。以上のようにして、繰越課題として狙ったグラフェン物性のナノ解析を実施することに成功した。
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[Journal Article] Microscopically-Tuned Band Structure of Epitaxial Graphene through Interface and Stacking Variations Using Si Substrate Microfabrication2014
Author(s)
Hirokazu Fukidome, Takayuki Ide, Yusuke Kawai, Toshihiro Shinohara, Naoka Nagamura, Koji Horiba, Masato Kotsugi, Takuo Ohkochi, Toyohiko Kinoshita, Hiroshi Kumighashira, Masaharu Oshima, Maki Suemitsu
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 4
Pages: 5173-1～5173-6
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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