• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

二次元デバイスのプラットフォームとなる六方晶窒化ホウ素の高結晶多層膜の創製

研究課題

研究課題/領域番号 17K19036
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 ナノマイクロ科学およびその関連分野
研究機関九州大学

研究代表者

吾郷 浩樹  九州大学, グローバルイノベーションセンター, 教授 (10356355)

研究分担者 光原 昌寿  九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (10514218)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2017年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード六方晶窒化ホウ素 / CVD法 / 遷移金属ダイカルコゲナイド / 触媒・化学プロセス / 結晶成長 / ナノ材料 / マイクロ・ナノデバイス
研究成果の概要

近年、グラフェンをはじめとする原子層物質が、そのユニークな電子・光物性等から次世代デバイス材料として大きな注目を集めている。六方晶窒化ホウ素(hBN)は、大きなバンドギャップを有する絶縁性の原子層物質で、近年は他の原子層物質のポテンシャルを引き出す極めて重要な材料となりつつある。しかし、これまでは小さな結晶からの剥離でしか多層hBNを得ることができなかった。本研究では、大面積合成が可能な化学蒸着法(CVD法)を用い、厚さ均一性に優れたhBNの合成に道筋をつけることができた。さらに、このhBNが遷移金属ダイカルコゲナイドの光学物性の向上に寄与することも見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

多層hBNは、グラフェンなどの原子層物質のキャリア移動度や光学特性を劇的に向上させることができることから、現在では原子層物質で優れた特性や新規物性を得るために不可欠な材料になりつつある。hBNをシリコン基板と原子層物質の間に挿入すると、シリコン表面の粗さやダングリングボンドなどの影響を大きく遮へいすることができるからである。従来は剥離法でしか得られなかった多層hBNを、本研究はCVD法で大面積に合成することに道筋をつけたものであり、今後の原子層物質の科学の進展を大きく促進するものである。本研究成果は様々な原子層物質の応用の可能性を大きく拡げるものであり、社会的意義も極めて大きいといえる。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 6件、 査読あり 16件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 15件、 招待講演 18件) 備考 (2件) 産業財産権 (2件)

  • [国際共同研究] National Physical Laboratory(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Formation of Environmentally Stable Hole-Doped Graphene Films with Instantaneous and High-Density Carrier Doping via a Boron-Based Oxidant2019

    • 著者名/発表者名
      K. Kanahashi, N. Tanaka, Y. Shoji, M. Maruyama, I. Jeon, K. Kawahara, M. Ishihara, M. Hasegawa, H. Ohta, H. Ago, Y. Matsuo, S. Okada, T. Fukushima, T. Takenobu
    • 雑誌名

      NPJ 2D Mater. Appl.

      巻: 3 号: 1 ページ: 7-7

    • DOI

      10.1038/s41699-019-0090-x

    • NAID

      120007133594

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Imaging of local structures affecting electrical transport properties of large graphene sheets by lock-in thermography2019

    • 著者名/発表者名
      Nakajima H.、Morimoto T.、Okigawa Y.、Yamada T.、Ikuta Y.、Kawahara K.、Ago H.、Okazaki T.
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 5 号: 2

    • DOI

      10.1126/sciadv.aau3407

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A novel graphene barrier against moisture by multiple stacking large-grain graphene2019

    • 著者名/発表者名
      Gomasang Ploybussara、Kawahara Kenji、Yasuraoka Kenta、Maruyama Mina、Ago Hiroki、Okada Susumu、Ueno Kazuyoshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 3777-3777

    • DOI

      10.1038/s41598-019-40534-5

    • NAID

      120007133466

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Controlled Growth of Large-Area Uniform Multilayer Hexagonal Boron Nitride as an Effective 2D Substrate2018

    • 著者名/発表者名
      Uchida Yuki、Nakandakari Sho、Kawahara Kenji、Yamasaki Shigeto、Mitsuhara Masatoshi、Ago Hiroki
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 12 号: 6 ページ: 6236-6244

    • DOI

      10.1021/acsnano.8b03055

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acceleration of Photocarrier Relaxation in Graphene Achieved by Epitaxial Growth: Ultrafast Photoluminescence Decay of Monolayer Graphene on SiC2018

    • 著者名/発表者名
      Imaeda Hirotaka、Koyama Takeshi、Kishida Hideo、Kawahara Kenji、Ago Hiroki、Sakakibara Ryotaro、Norimatsu Wataru、Terasawa Tomo-o、Bao Jianfeng、Kusunoki Michiko
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 122 号: 33 ページ: 19273-19279

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b06845

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Surface-Mediated Aligned Growth of Monolayer MoS2 and In-Plane Heterostructures with Graphene on Sapphire2018

    • 著者名/発表者名
      Kenshiro Suenaga, Hyun Goo Ji, Yung-Chang Lin, Tom Vincent, Mina Maruyama, Adha Sukma Aji, Yoshihiro Shiratsuchi, Dong Ding, Kenji Kawahara, Susumu Okada, Vishal Panchal, Olga Kazakova, Hiroki Hibino, Kazu Suenaga, and Hiroki Ago
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 12 号: 10 ページ: 10032-10044

    • DOI

      10.1021/acsnano.8b04612

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] van der Waals interaction-induced photoluminescence weakening and multilayer growth in epitaxially aligned WS22018

    • 著者名/発表者名
      Ji Hyun Goo、Maruyama Mina、Aji Adha Sukma、Okada Susumu、Matsuda Kazunari、Ago Hiroki
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 20 号: 47 ページ: 29790-29797

    • DOI

      10.1039/c8cp04418j

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-step synthesis and characterization of vertically stacked SnS?WS2 and SnS?MoS2 p?n heterojunctions2018

    • 著者名/発表者名
      Sukma Aji Adha、Izumoto Masanori、Suenaga Kenshiro、Yamamoto Keisuke、Nakashima Hiroshi、Ago Hiroki
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 20 号: 2 ページ: 889-897

    • DOI

      10.1039/c7cp06823a

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogen-assisted epitaxial growth of monolayer tungsten disulfide and seamless grain stitching2018

    • 著者名/発表者名
      Ji Hyun Goo、Lin Yung-Chang、Nagashio Kosuke、Maruyama Mina、Sol?s-Fern?ndez Pablo、Sukma Aji Adha、Panchal Vishal、Okada Susumu、Suenaga Kazu、Ago Hiroki
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 30 号: 2 ページ: 403-411

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.7b04149

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Enhanced photocatalytic degradation of methyl orange by Au/TiO2 nanoparticles under neutral and acidic solutions2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuji Masaharu、Matsuda Kanako、Tanaka Mayu、Kuboyama Satsuki、Uto Keiko、Wada Nozomi、Kawazumi Hirofumi、Tsuji Takeshi、Ago Hiroki、Hayashi Jun-ichiro
    • 雑誌名

      ChemistrySelect

      巻: 3 号: 5 ページ: 1432-1438

    • DOI

      10.1002/slct.201702664

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Moisture barrier properties of single-layer graphene deposited on Cu films for Cu metallization2018

    • 著者名/発表者名
      Gomasang Ploybussara、Abe Takumi、Kawahara Kenji、Wasai Yoko、Nabatova-Gabain Nataliya、Cuong Nguyen Thanh、Ago Hiroki、Okada Susumu、Ueno Kazuyoshi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 4S ページ: 04FC08-04FC08

    • DOI

      10.7567/jjap.57.04fc08

    • NAID

      210000148873

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-speed and on-chip graphene blackbody emitters for optical communications by remote heat transfer2018

    • 著者名/発表者名
      Miyoshi Yusuke、Fukazawa Yusuke、Amasaka Yuya、Reckmann Robin、Yokoi Tomoya、Ishida Kazuki、Kawahara Kenji、Ago Hiroki、Maki Hideyuki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41467-018-03695-x

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Highly conductive and transparent large-area bilayer graphene realized by MoCl5 intercalation2017

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita Hiroki、Jeon Il、Maruyama Mina、Kawahara Kenji、Terao Yuri、Ding Dong、Matsumoto Rika、Matsuo Yutaka、Okada Susumu、Ago Hiroki
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 29 号: 41 ページ: 1702141-1702141

    • DOI

      10.1002/adma.201702141

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High mobility WS2 transistors realized by multilayer graphene electrodes and application to high responsivity flexible photodetectors2017

    • 著者名/発表者名
      Aji Adha Sukma、Solis-Fernandez Pablo、Ji Hyun Goo、Fukuda Kenjiro、Ago Hiroki
    • 雑誌名

      Advanced Functional Materials

      巻: 27 号: 47 ページ: 1703448-1703448

    • DOI

      10.1002/adfm.201703448

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis, structure and applications of graphene-based 2D heterostructures2017

    • 著者名/発表者名
      Solis-Fernandez Pablo、Bissett Mark、Ago Hiroki
    • 雑誌名

      Chemical Society Reviews

      巻: 46 号: 15 ページ: 4572-4613

    • DOI

      10.1039/c7cs00160f

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Grain Boundaries and Gas Barrier Property of Graphene Revealed by Dark-Field Optical Microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Ding Dong、Hibino Hiroki、Ago Hiroki
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 122 号: 1 ページ: 902-910

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b10210

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Ni-Fe合金上における六方晶窒化ホウ素の成長ダイナミクス2019

    • 著者名/発表者名
      内田勇気, 河原憲治, 秋山将人, 山崎重人, 光原昌寿, 吾郷浩樹
    • 学会等名
      第56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
      2018 実績報告書
  • [学会発表] エピタキシャルCVD法に基づく高品質二次元材料の創製と応用開発に向けた取り組み2019

    • 著者名/発表者名
      吾郷浩樹
    • 学会等名
      グラフェンコンソーシアム 第19回研究講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 二次元材料の高品質CVD成長2019

    • 著者名/発表者名
      吾郷浩樹
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Controlled growth of high-quality graphene and various 2D materials for enhancing their applications2018

    • 著者名/発表者名
      H. Ago
    • 学会等名
      CIMTEC 2018 (International Conference on Modern Materials and Technologies)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] CVD Growth of Large-Area, Uniform Multilayer h-BN as a Platform for 2D Material Applications2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Uchida, S. Nakandakari, K. Kawahara, S. Yamasaki, M. Mitsuhara, H. Ago
    • 学会等名
      Graphene 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] グラフェン~原子の厚みの超極薄シート~ その魅力と将来への展望2018

    • 著者名/発表者名
      吾郷浩樹、河原憲治
    • 学会等名
      第175回 SAM会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Controlled synthesis of high-quality 2D materials for electronic and photonic applications2018

    • 著者名/発表者名
      H. Ago
    • 学会等名
      IUMRS-IECM 2018 (International Conference on Electronic Materials 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ni-Fe合金を用いた多層h-BNの成長制御とその成長メカニズム2018

    • 著者名/発表者名
      内田勇気, 仲村渠翔, 河原憲治, 山崎重人, 光原昌寿, 吾郷浩樹
    • 学会等名
      第55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
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Epitaxial growth of large monolayer h-BN and its application to gas barrier layer2018

    • 著者名/発表者名
      A. B. Taslim, H. Nakajima, Y.-C. Lin, Y. Uchida, K. Kawahara, T. Morimoto, T. Okazaki, K. Suenaga, H. Hibino, H. Ago
    • 学会等名
      第55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
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 合金箔を用いた六方晶窒化ホウ素のCVD成長とグラフェン積層膜への応用2018

    • 著者名/発表者名
      田中大地, 内田勇気, 河原憲治, 吾郷浩樹
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] グラフェンをはじめとする二次元材料のCVD成長と生成機構2018

    • 著者名/発表者名
      吾郷浩樹
    • 学会等名
      化学工学会 第50 回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] グラフェンのCVD成長と応用開発、そして二次元材料への展開2018

    • 著者名/発表者名
      吾郷浩樹
    • 学会等名
      近畿化学協会講演会「炭素系先端材料の新展開」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] CVD Growth of large-area, uniform multilayer h-BN as a platform of 2D material applications2018

    • 著者名/発表者名
      H. Ago
    • 学会等名
      9th A3 Symposium on Emerging Materials: Nanomaterials for Electronics, Energy and Environment
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Epitaxial growth of large grain, monolayer h-BN and application to gas barrier layer2018

    • 著者名/発表者名
      A. B. Taslim, H. Nakajima, Y.-C. Lin, Y. Uchida, K. Kawahara, T. Morimoto, T. Okazaki, K. Suenaga, H. Hibino, H. Ago
    • 学会等名
      9th A3 Symposium on Emerging Materials: Nanomaterials for Electronics, Energy and Environment
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Controlled CVD synthesis of high-quality 2D materials for electronic and photonic applications2018

    • 著者名/発表者名
      H. Ago
    • 学会等名
      First International Workshop on 2D Materials
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Controlled CVD synthesis of high-quality 2D materials for electronic and photonic applications2018

    • 著者名/発表者名
      H. Ago
    • 学会等名
      3rd EU-JP Flagship Workshop on Graphene & 2DMs
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Large-area CVD growth of uniform multilayer h-BN as an excellent template for 2D materials2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Uchida, S. Nakandakari, K. Kawahara, S. Yamasaki, M. Mitsuhara, H. Ago
    • 学会等名
      MRS Fall Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2段階CVD法を用いた二次元ファンデルワールスp-nヘテロ構造体の合成と輸送特性2018

    • 著者名/発表者名
      泉本征憲,Adha Sukma Aji, 吾郷浩樹
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 高結晶性2DマテリアルのCVD成長2018

    • 著者名/発表者名
      吾郷浩樹
    • 学会等名
      2018年 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
    • 招待講演
  • [学会発表] Syntheses of high-quality graphene and related 2D materials for enhancing their applications2017

    • 著者名/発表者名
      H. Ago
    • 学会等名
      Graphene EU Flagship-Japan Second Workshop
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] CVD法による二次元原子薄膜の結晶成長2017

    • 著者名/発表者名
      吾郷浩樹
    • 学会等名
      2017年日本結晶成長学会特別講演会 「ブレークスルーをもたらす結晶成長技術 ―ナノスケール制御による新機能発現―」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Crystal growth and device applications of two-dimensional layered materials2017

    • 著者名/発表者名
      H. Ago
    • 学会等名
      AM-FPD'17 (24th Intenational Workshop on Active-Matrix Flatpanel Displays and Devices)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] "High-quality graphene and related 2D materials for future IoT society2017

    • 著者名/発表者名
      H. Ago
    • 学会等名
      IUMRS-ICAM 2017 (The 15th International Conference on Advanced Materials)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 二次元積層デバイス応用に向けた合金触媒による多層 h-BNの均一成長2017

    • 著者名/発表者名
      内田勇気, 仲村渠翔, 河原憲治, 山崎重人, 光原昌寿, 吾郷浩樹
    • 学会等名
      第78回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
  • [学会発表] トンネルFET応用に向けた二次元半導体によるヘテロ構造体の合成2017

    • 著者名/発表者名
      泉本征憲,A. Sukma Aji, 河原憲治, 山本圭介, 中島寛, 吾郷浩樹
    • 学会等名
      第78回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
  • [学会発表] Exploring the growth of high-quality graphene, related 2D materials, and their heterostructures for electronic applications2017

    • 著者名/発表者名
      H. Ago
    • 学会等名
      2017 NEA Symposium of Emerging Materials Innovation
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] グラフェンをはじめとした二次元材料の結晶成長と機能化・応用探索2017

    • 著者名/発表者名
      吾郷浩樹
    • 学会等名
      応用物理学会・応用電子物性分科会 研究例会「二次元層状物質研究の最前線」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Syntheses and applications of bilayer and multilayer graphene2017

    • 著者名/発表者名
      H. Ago
    • 学会等名
      8th A3 Symposium on Emerging Materials: Nanomaterials for Electronics, Energy and Environment
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] CVD growth and transport properties of SnS-MoS2 heterostructures2017

    • 著者名/発表者名
      M. Izumoto, A. Sukma Aji, K. Kawahara, K. Yamamoto, H. Nakashima, H. Ago
    • 学会等名
      8th A3 Symposium on Emerging Materials: Nanomaterials for Electronics, Energy and Environment
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Epitaxial chemical vapor deposition growth of boron nitride atomic sheet over Cu(111)/sapphire substrate2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Uchida, T. Iwaizako, S. Mizuno, M. Tsuji, H. Ago
    • 学会等名
      CSS-EEST19 (The 19th Cross Straits Symposium on Energy and Environmental Science and Technology)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] グラフェンをはじめとする二次元材料の合成と応用展開2017

    • 著者名/発表者名
      吾郷浩樹
    • 学会等名
      H29年度埼玉県ナノカーボン人材育成プログラム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 九州大学グローバルイノベーションセンター(吾郷研究室)

    • URL

      http://www.gic.kyushu-u.ac.jp/ago/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 九州大学グローバルイノベーションセンター(吾郷研究室)

    • URL

      http://www.gic.kyushu-u.ac.jp/ago/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [産業財産権] 非公開2018

    • 発明者名
      吾郷浩樹他
    • 権利者名
      JST
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 非公開2018

    • 発明者名
      吾郷浩樹他
    • 権利者名
      JST
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi