2014 Fiscal Year Annual Research Report
酸化物基板上におけるグラフェンナノ構造作成技術の開発と原子分解能評価
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24510164
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| Research Institution | National Institute of Information and Communications Technology |
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Principal Investigator |
田中 秀吉 独立行政法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所ナノICT研究室, 研究マネージャー (40284608)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 仁 広島大学, 先端物質科学研究科, 准教授 (60359099)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | グラフェンナノ構造 / 原子間力顕微鏡 / LCPD / CVD |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ナノグラフェンの本質的な物性を分子原子レベルにて観測する手段として、基板上の特定部位でグラフェンを真空下成長させる手法（局所CVD法）を開発し、ボトムアップ的に形成された構造体を外気に暴露することなく走査型プローブ顕微手法（SPM）によって原子分子レベルにて測定可能なシステムとして構築した。本システムによって単結晶化Cu薄膜上におけるグラフェンの成長プロセスを詳細に調べたところ、その初期段階ではtriangle型とhexagonal型の２種類のクラスタ形態を取るが、成長が進むに従ってそのほとんどがhexagonal型となり、さらにこれらの一部が横幅10nm程度のナノリボンとして成長することが非接触型原子間力顕微鏡（NCAFM）による原子分解能観察によって確認された。さらにプロセスを進行させた結果、表面に0.2～0.9nm程度の基本ステップを持つシート状構造が基板上にスタッキング形成されることが確認された。この構造の局所仕事関数（LCPD）についてケルビン力測定モード（KFM）によって測定したところ、得られたLCPD値とスタッキング構造の高さの間に定量的な相関が存在し、スタッキング数の増加に伴ってグラファイト（HOPG）の仕事関数値に近い4.7eVにほぼ収束することが確認された。さらに詳細を調べるために単結晶化Cu薄膜上および、Cu単結晶（111）面上のそれぞれに対してプロセスを進めたところ、Cu薄膜上では数十nm程度の大きさを持つシートからなるスタッキング構造が多く観察されたのに対し、単結晶上では数百nm以上にわたるグラフェンの単ドメイン構造が観察された。これは、下地基板の原子配列や平坦性によるものと考えられ、グラフェンをデバイス構造として活用する際の技術的指針を与える。
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Research Products
(7 results)
