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単結晶グラフェン成長のための再利用可能なイリジウム/サファイア基板の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K05043
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 結晶工学
研究機関青山学院大学

研究代表者

黄 晋二  青山学院大学, 理工学部, 教授 (50323663)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードグラフェン / CVD / イリジウム / 基板再利用 / 化学気成長 / CVD成長 / ホール測定 / キャリア移動度 / CVD法
研究成果の概要

本研究では、2次元シート材料であるグラフェンの化学気相成長(CVD)に使用する下地基板として高融点で高い化学的安定を有するイリジウムに着目した。単結晶サファイア基板上にエピタキシャル成膜した単結晶性イリジウム下地の上に単結晶のグラフェンをCVD成長する技術を開発する試みである。イリジウム上に成長させたグラフェン膜は、電気化学転写法によって別の絶縁性基板表面に転写するが、我々は、グラフェンを剥がしたイリジウム/サファイア基板を再度CVD成長に使用できることを見出した。本研究では、イリジウム/サファイア基板の再利用性について詳細に調べ、回数制限なしに再利用する技術を確立した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、高い再利用性を持つ単結晶イリジウム/サファイア基板の作製技術を確立することができた。これをさらに研究展開し、単結晶イリジウム下地上に完全な単結晶性を持つグラフェンをCVD成長する技術が確立できれば、グラフェンの物性を100%活用できる単結晶グラフェンシートを大面積でCVD成長する技術へとつながる。サファイア基板は現状で最大6インチであり、かつ、本研究で基板再利用技術が確立されたことから、6インチのグラフェンシートを同一基板上に何回でもCVD成長させることができる技術、すなわち、高品質なグラフェンシートを大量生産する技術へと展開できる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 11件、 招待講演 1件) 備考 (5件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Reusability of Ir(111)/α-Al2O3(0001) substrates in graphene chemical vapor deposition growth2020

    • 著者名/発表者名
      Sakurai Atsushi、Niki Masaya、Watanabe Takeshi、Sawabe Atsuhito、Koh Shinji
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 59 号: SI ページ: SIID01-SIID01

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ab7f1a

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical Characterization of CVD-Grown Graphene for Designing Electrode/Biomolecule Interfaces2020

    • 著者名/発表者名
      Miki Keishu、Watanabe Takeshi、Koh Shinji
    • 雑誌名

      Crystals

      巻: 10 号: 4 ページ: 241-241

    • DOI

      10.3390/cryst10040241

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Making graphene luminescent by adsorption of an amphiphilic europium complex2018

    • 著者名/発表者名
      Hara Yusuke、Yoshihara Koushi、Kondo Kazuki、Ogata Shuhei、Watanabe Takeshi、Ishii Ayumi、Hasegawa Miki、Koh Shinji
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 112 号: 17 ページ: 173103-173103

    • DOI

      10.1063/1.5016418

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Radiation properties of graphene-based optically transparent dipole antenna2018

    • 著者名/発表者名
      Kosuga Shohei、Suga Keisuke、Suga Ryosuke、Watanabe Takeshi、Hashimoto Osamu、Koh Shinji
    • 雑誌名

      Microwave and Optical Technology Letters

      巻: 60 号: 12 ページ: 2992-2998

    • DOI

      10.1002/mop.31422

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Graphene-Based Optically Transparent Dipole Antenna2017

    • 著者名/発表者名
      Shohei Kosuga, Ryosuke Suga, Osamu Hashimoto, and Shinji Koh
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 110 号: 23 ページ: 233102-233102

    • DOI

      10.1063/1.4984956

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Device applications of graphene prepared by chemical vapor deposition2020

    • 著者名/発表者名
      Shinji Koh
    • 学会等名
      NANOTECHNOLOGIES For 21th Century
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Contact Characteristics at the Interface between Metal and Graphene Up to 30 GHz2019

    • 著者名/発表者名
      Shohei Kosuga, Ryosuke Suga, Takeshi Watanabe, Osamu Hashimoto, and Shinji Koh
    • 学会等名
      Smart City Symposium 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrochemical Characterization of CVD-Grown Graphene for MET Enzymatic Biofuel Cell Applications2019

    • 著者名/発表者名
      K. Miki, T. Watanabe and S. Koh
    • 学会等名
      32nd International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of The Reusability of Ir(111)/alpha-Al2O3(0001) Substrates in Graphene CVD Growth2019

    • 著者名/発表者名
      A. Sakurai, M. Niki, T. Watanabe, A. Sawabe and S. Koh
    • 学会等名
      32nd International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparison between Mono- and Multi-Layer CVD-Grown Graphene Transparent Electrodes for Electrochemiluminescence Applications2019

    • 著者名/発表者名
      N. Hara, T. Watanabe, T. Iwasaki, S. Kosuga and S. Koh,
    • 学会等名
      32nd International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 再利用Ir(111)/alpha-Al2O3(0001)基板を用いた一様な単層グラフェンのCVD成長2019

    • 著者名/発表者名
      櫻井篤,仁木雅也,渡辺剛志,澤邊厚仁,黄晋二
    • 学会等名
      第33回ダイヤモンドシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 多層グラフェン電極の電気化学発光イメージング解析2019

    • 著者名/発表者名
      岩﨑貴充,渡辺剛志,原菜摘,黄晋二
    • 学会等名
      第33回ダイヤモンドシンポジウ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波帯における金属/グラフェンコンタクト特性2019

    • 著者名/発表者名
      小菅 祥平、須賀 良介、渡辺 剛志、橋本 修、黄 晋二
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ECLイメージングを利用したグラフェン透明電極の局所分析2019

    • 著者名/発表者名
      岩崎 貴充、渡辺 剛志、原 菜摘、黄 晋二
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] グラフェン電界効果トランジスタを用いた溶液ゲート型遊離塩素センサにおけるゲート電極の影響2019

    • 著者名/発表者名
      仲條 康太、渡辺 剛志、小菅 祥平、黄 晋二
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] グラフェンのグルコースバイオ燃料電池応用に向けた酵素電極の作製と評価2019

    • 著者名/発表者名
      大根田 航平、渡辺 剛志、三木 啓秀、黄 晋二
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] CVDグラフェン透明電極における表面の特性と電気化学発光特性の相関2019

    • 著者名/発表者名
      原 菜摘、渡辺 剛志、岩﨑 貴充、小菅 祥平、黄 晋二
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] CVD法による多層グラフェン透明電極の電気化学発光特性2019

    • 著者名/発表者名
      原 菜摘、渡辺 剛志、岩﨑 貴充、黒木 大地、櫻井 篤、黄 晋二
    • 学会等名
      電気化学会第86回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Ir(111)/α-Al2O3(0001)基板上で作製したCVDグラフェンの電気的特性2019

    • 著者名/発表者名
      仁木 雅也, 櫻井 篤, 北嵜 仁, 渡辺 剛志, 澤邊 厚仁, 黄 晋二
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 電気化学発光応用に向けた多層グラフェン透明電極の作製と評価2019

    • 著者名/発表者名
      岩﨑 貴充,渡辺 剛志, 原 菜摘, 黒木 大地, 櫻井 篤, 黄 晋二
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Radiation Characteristics of Optically Transparent Dipole Antenna Fabricated using CVD Monolayer Graphene2018

    • 著者名/発表者名
      Shohei Kosuga, Keisuke Suga, Ryosuke Suga,Takeshi Watanabe, Osamu Hashimoto, Shinji Koh
    • 学会等名
      30th Asia-Pacific Microwave Conference (APMC 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optically transparent dipole antenna based on CVD monolayer graphene2018

    • 著者名/発表者名
      Shohei Kosuga, Keisuke Suga, Yuki Abe, Ryosuke Suga,Takeshi Watanabe, Osamu Hashimoto, Shinji Koh
    • 学会等名
      The 6th International SmartCity Symposium 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ir(111)/alpha-Al2O3(0001) 基板上で成長したCVDグラフェンの電気的特性の評価2018

    • 著者名/発表者名
      仁木雅也,櫻井 篤,北嵜 仁,児玉英之,渡辺剛志,澤邊厚仁,黄 晋二,
    • 学会等名
      第32回ダイヤモンドシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] グラフェンCVD成長におけるIr(111)/alpha-Al2O3(0001)基板の再利用2018

    • 著者名/発表者名
      櫻井 篤,仁木雅也,北嵜 仁,児玉英之,渡辺剛志,澤邊厚仁,黄 晋二
    • 学会等名
      第32回ダイヤモンドシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 多層グラフェン透明電極を用いた電気化学発光2018

    • 著者名/発表者名
      原 菜摘、渡辺 剛志、黒木 大地、櫻井 篤、黄 晋二
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 透明なグラフェンモノポールアンテナの放射特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      小菅 祥平、菅 啓佑、阿部 優樹、須賀 良介、渡辺 剛志、橋本 修、黄 晋二
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] "Microwave Radiation from Graphene-Based Optically Transparent Dipole Antenna2017

    • 著者名/発表者名
      S. Kosuga, R. Suga, O. Hashimoto, and S. Koh
    • 学会等名
      Progress In Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ir(111)/α-Al2O3(0001)上グラフェン成長における炭素固溶制御2017

    • 著者名/発表者名
      籾山 佳貴, 尾松 佑樹, 櫻井 篤, 仁木 雅也, 児玉 英之, 渡辺 剛志, 澤邊 厚仁, 黄 晋二
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Ir(111)/α-Al2O3(0001)上グラフェンの常圧CVD成長2017

    • 著者名/発表者名
      尾松 佑樹, 籾山 佳貴, 櫻井 篤, 仁木 雅也, 児玉 英之, 渡辺 剛志, 澤邊 厚仁, 黄 晋二
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 透明なグラフェンダイポールアンテナの放射特性評価2017

    • 著者名/発表者名
      小菅 祥平, 菅 啓介, 須賀 良介, 渡辺 剛志, 橋本 修, 黄 晋二
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] グラフェン透明導電膜の電気化学発光への応用2017

    • 著者名/発表者名
      黒木 大地, 高橋 真優, 渡辺 剛志, 徳田 崇, 太田 淳, 黄 晋二
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis of luminescent graphene by adsorption of an amphiphilic Eu complex2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Hara, Koushi Yoshihara, Kazuki Kondo, Shuhei Ogata, Takeshi Watanabe, Ayumi Ishii, Miki Hasegawa, and Shinji Koh,
    • 学会等名
      Graphene and 2D Materials International Conference and Exhibition (Graphene for US 2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Monolayer Graphene as Electrode Materials for Electrochemiluminescence Applications2017

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Watanabe, Daichi Kuroki, Mayu Takahashi, Takashi Tokuda, Jun Ohta, Shinji Koh
    • 学会等名
      Graphene and 2D Materials International Conference and Exhibition (Graphene for US 2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of correlation between electrochemical properties and density of states of graphene using field effect transistors2017

    • 著者名/発表者名
      Kohei Yanai, Takeshi Watanabe and Shinji Koh
    • 学会等名
      Graphene and 2D Materials International Conference and Exhibition (Graphene for US 2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 透明なグラフェンダイポールアンテナ2017

    • 著者名/発表者名
      小菅 祥平、須賀 良介、橋本 修、黄 晋二
    • 学会等名
      応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 黄研究室ホームページ

    • URL

      http://www.ee.aoyama.ac.jp/koh-lab/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 黄研究室 研究成果

    • URL

      http://www.ee.aoyama.ac.jp/koh-lab/achivement.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
  • [備考] 黄研究室 研究内容

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] http://www.ee.aoyama.ac.jp/koh-lab/research.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 黄研究室 研究内容

    • URL

      http://www.ee.aoyama.ac.jp/koh-lab/research.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [産業財産権] マイクロ波帯アンテナ2017

    • 発明者名
      黄晋二、小菅祥平、須賀良介、橋本修
    • 権利者名
      黄晋二、小菅祥平、須賀良介、橋本修
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-198917
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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