2015 Fiscal Year Annual Research Report
イオン液体ゲート電界印加グラフェンのバンドギャップ生成制御とナノデバイスの開発
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24310105
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
前橋 兼三 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40229323)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | グラフェン / 電界効果トランジスタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
完全な2次元結晶であるグラフェンは非常に高い移動度を有しており、次世代のデバイスの材料として注目されている。グラフェンの主な合成方法としては、機械剥離法や熱CVD法等が挙げられる。しかしながら、機械剥離法は産業応用に不向きである。熱CVD方は転写プロセスが煩雑であることや、合成温度が非常に高温であることが主な課題となっている。本研究では、レーザを使用することにより、絶縁膜上へのグラフェンの直接位置制御成長を試みた。まず、SiO2表面上にパターン化したアモルファスカーボン、金属の蒸着を行い、レーザを照射した。その結果、ラマン散乱スペクトルによりグラフェンが形成されたことが明らかになった。さらに、パターン化した金属を用いることにより、レーザを走査することでグラフェンチャネルの形成が可能となり、グラフェンの合成と同時にデバイスを作製した。
次に、透明基板の上（ガラス、プラスチック基板）に触媒金属を堆積させ、この試料を真空チャンバーに保持した上で、レーザを連続的に照射することで透明基板上にグラフェンの直接合成に成功した。デバイス作製後、イオン液体を塗布することによりグラフェン特有の伝達特性が得られた。さらに、プラスチック基板上のグラフェン歪みセンサを作製した。凹方向に曲げると抵抗値が減少し、戻すと曲げる前と同程度の抵抗値に戻ることが明らかになった。このとき抵抗値は最大で35％変化した。これは、凹方向の曲げによりグラフェンのドメイン間の距離が短くなり、抵抗が減少したからであると考えられる。
以上より、本研究はプラスチック基板上に直接的に炭素源を用意せずにグラフェンを合成することに成功した。さらに、グラフェンFETによる歪みセンサを作製した。したがって、レーザ照射法はグラフェンを使ったフレキシブルデバイスへの応用に有用であることを示した。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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