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精密パラメータ制御プラズマ活用グラフェンナノリボン集積デバイスの創成

研究課題

研究課題/領域番号 16J02495
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 プラズマエレクトロニクス
研究機関東北大学

研究代表者

鈴木 弘朗  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードグラフェンナノリボン / プラズマCVD / 光メモリ / ウェハスケール集積化
研究実績の概要

二年計画の最終年度にあたる今年度は,初年度においてプラズマCVDによる架橋グラフェンナノリボンの合成機構解明及び、合成条件最適化によって実現した高集積化グラフェンナノリボンデバイスを用いて,高性能光電子デバイスの作製とその動作実証を試みた.まず初めに,作製した高集積グラフェンナノリボン電界効果トランジスタ(FET)に対して光照射を行い、ソース・ドレイン電流の変化を観測した.その結果,光照射後においても光電流が長時間にわたって持続する特異な光応答(Persistent photo conductivity: PPC)を観測した.またPPCのメカニズムを、ゲートバイアス依存,入射光波長依存,X線光電子分光法(XPS),分子間力顕微鏡(AFM)による系統的な実験から調べた.その結果,大気中でニッケル電極表面に生成された水酸化ニッケルがUV光を吸収し,グラフェンナノリボンとニッケル電極の接合界面においてホールがトラップされることによって,グラフェンナノリボンが電子ドーピングを受け,PPCが現れることが明らかになった.またPPCを動作原理とした光照射の情報を記憶する光メモリの動作実証を行った.その結果,光照射によるメモリ書き込みと,パルスゲートバイアス印可によるメモリ消去を組み合わせることによって,光メモリの繰り返し動作の実証に成功した.またこのグラフェンナノリボンを用いた光メモリデバイスが大気中や純水中にいても正常に動作することを確認し,高い対環境性を実証した.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Wafer scale fabrication and growth dynamics of suspended graphene nanoribbon arrays2016

    • 著者名/発表者名
      H. Suzuki, T. Kaneko, Y. Shibuta, M. Ohno, Y. Maekawa, and T. Kato
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 7 号: 1 ページ: 11797-11806

    • DOI

      10.1038/ncomms11797

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Persistent photo conductivity in functionalized graphene nanoribbons2018

    • 著者名/発表者名
      H. Suzuki, T. Kaneko, T. Kato
    • 学会等名
      第54回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 架橋グラフェンナノリボンアレイのウェハースケール高集積化合成と光電子デバイス応用2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木 弘朗, 金子 俊郎, 澁田 靖, 大野 宗一, 前川 侑毅, 加藤 俊顕
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜 (横浜市,神奈川県)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Wafer-scale integration of suspended graphene nanoribbons for non-volatile optical memory application2017

    • 著者名/発表者名
      H. Suzuki, T. Kaneko, T. Kato
    • 学会等名
      第53回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Wafer-scale integration of suspended graphene nanoribbon and its non-volatile optical memory operation2017

    • 著者名/発表者名
      H. Suzuki, T. Kaneko, T. Kato
    • 学会等名
      iPlasmaNano-VII
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Growth of Suspended Graphene Nanoribbons and its Optoelectronic Application2017

    • 著者名/発表者名
      H. Suzuki, T. Kaneko, T. Kato
    • 学会等名
      2017 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Suspended Graphene Nanoribbons for Non-Volatil Optical Memory Operation2017

    • 著者名/発表者名
      H. Suzuki, T. Kaneko, T. Kato
    • 学会等名
      International Conference on Functional Carbons
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural-Controlled Growth of Graphene Nanoribbon by Advanced Plasma CVD2016

    • 著者名/発表者名
      和藤勇太, 鈴木弘朗, 金子俊郎, 加藤俊顕
    • 学会等名
      第26回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜市開港記念会館 (横浜市, 神奈川県)
    • 年月日
      2016-12-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 急速加熱プラズマCVD成長架橋グラフェンナノリボンの合成機構解明と光電子デバイス応用2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木 弘朗, 加藤 俊顕, 金子 俊郎
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第33回年会
    • 発表場所
      東北大学 (仙台市,宮城県)
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 架橋グラフェンナノリボンアレイのウェハースケール高集積化合成2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木 弘朗, 金子 俊郎, 澁田 靖, 大野 宗一, 前川 侑毅, 加藤 俊顕
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟市,新潟県)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Wafer-scale integration of suspended graphene nanoribbons and its growth mechanisms2016

    • 著者名/発表者名
      H. Suzuki, T. Kaneko, Y. Shibuta, M. Ohno, Y. Maekawa, T. Kato
    • 学会等名
      第51回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • 発表場所
      かでる2・7 (札幌市,北海道)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 先進プラズマCVDによるグラフェンナノリボン合成におけるナノバー触媒種の効果2016

    • 著者名/発表者名
      和藤勇太, 鈴木弘朗, 金子俊郎, 加藤俊顕
    • 学会等名
      第51回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • 発表場所
      かでる2・7 (札幌市,北海道)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 先進プラズマCVDによるグラフェンナノリボン合成におけるナノバー触媒種の効果2016

    • 著者名/発表者名
      和藤勇太, 鈴木弘朗, 金子俊郎, 加藤俊顕
    • 学会等名
      第10回プラズマエレクトロニクスインキュベーションホール
    • 発表場所
      静岡県御殿場市国立中央青年交流の家(御殿場市, 静岡県)
    • 年月日
      2016-08-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Optoelectronic properties of densely aligned suspended graphene nanoribbons array fabricated by plasma CVD2016

    • 著者名/発表者名
      H. Suzuki, T. Kato, and T. Kaneko
    • 学会等名
      The 17th International Conference on the Science and Application of Nanotubes and Low-Dimensional Materials
    • 発表場所
      University of Vienna (Vienna, Austria)
    • 年月日
      2016-08-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Large Scale Fabrication of Suspended Graphene Nanoribbon Arrays2016

    • 著者名/発表者名
      H. Suzuki, T. Kato, and T. Kaneko
    • 学会等名
      Compound Semiconductor Week 2016
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山市,富山県)
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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