2016 Fiscal Year Annual Research Report
Study on heterogeneous integration of graphene device
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26289107
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
永瀬 雅夫 徳島大学, 大学院理工学研究部, 教授 (20393762)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
影島 博之 島根大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (70374072)
関根 佳明 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 機能物質科学研究部, 研究主任 (70393783)
大野 恭秀 徳島大学, 大学院理工学研究部, 准教授 (90362623)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 電子デバイス / ナノ材料 / グラフェン / 異種機能集積化 / ナノコンタクト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
新規炭素ナノ材料であるグラフェンを用いた異種機能集積化デバイスの実現を目標として検討を行った。具体的には、以下の各項目に関して研究を行った。
１．グラフェンプロセス基盤技術の確立：超純水によるキャリアドーピング効果の定量化を行った。SiC上グラフェンを純水処理することにより、表面に構造水層が形成されること、また、この構造水層は300℃程度の不活性ガス中熱処理により除去されることを見いだした。熱処理前後のキャリア密度を比較することにより、構造水層によるドーピング量を定量化することに成功した。また、水蒸気量を変化させることにより吸着水によるドーピング量の定量化も行った。その結果、構造水層によるドーピング量は-7x10^12cm^-2程度、吸着水によるドーピング量は最大-3x10^12cm^-2程度であることが判った。これらのドーピング量は非常に大きな値であり、SiC上グラフェンでは水は特異な吸着状態になっていることを初めて明らかにした。
２．複合デバイス物性の検討：SiC上グラフェンと金属のコンタクト抵抗が他のグラフェンー金属コンタクト系に比べて非常に小さい原因の探索を行った。SiC上グラフェンを真空中、或いは、不活性ガス雰囲気中で加熱することにより各種の吸着物を除去したところ、電子キャリア密度が1x10^13cm^-2を越えることをホール効果測定や走査ケルビンフォース顕微鏡にて確認した。SiC上グラフェンと金属とのコンタクト抵抗が低い原因は、非常に高い電子キャリア密度であると考えられる。
３．異種機能集積化の検討：グラフェンーグラフェン積層接合の検討を行った。その結果、トンネル特性を示す接合の作製に成功した。また、その特性を解析し、低電界領域では直接トンネリング、高電界領域ではFNトンネリングが支配的であること見いだした。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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