• 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

金属元素を一切含まない化学触媒工具の挑戦的創出

研究課題

研究課題/領域番号 18K18808
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分18:材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
研究機関大阪大学

研究代表者

有馬 健太  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (10324807)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードナノグラフェン / 触媒 / 表面加工 / 半導体 / グラフェン触媒 / 半導体表面 / 触媒アシストエッチング / トレンチ加工 / 選択エッチング
研究成果の概要

本研究の目的は、金属元素を一切含有しないナノグラフェンをベースとする触媒を用いて、新しい概念に基づく加工プロセスを創出し、その加工特性を明かにすることである。まず、市販の酸化グラフェン溶液を用いて、複数種類の還元グラフェンシートを合成した。これらのグラフェンシートの構造を原子スケールで解析した後に、半導体表面上に分散・形成し、加工液中に浸漬させた。これにより、単一シートのグラフェン触媒が発現するエッチング特性を計測・評価した。また、グラフェン触媒膜とリソグラフィー技術を組み合わせることにより、半導体表面にトレンチ構造を形成する表面加工プロセスを構築し、その性能を評価した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで固体表面は、工具等に代表される金属を用いた機械的な作用により加工されてきた。これに対して本研究では、カーボン(C)系の新材料が持つ化学的な触媒活性に着目し、半導体表面を自在に加工することを目指している。
本研究は、加工面における機械的なダメージや、金属汚染を除去するための高濃度薬液による後処理が不要な、新しい低損傷・省資源型の加工法になると共に、ナノ物質科学や生産工学分野に大きなインパクトを与えると期待される。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 3件、 招待講演 6件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] ナノカーボン触媒を用いた半導体表面の選択エッチングと応用2021

    • 著者名/発表者名
      有馬健太
    • 雑誌名

      化学工業

      巻: 72 ページ: 77-83

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] ナノカーボンの触媒作用に基づく半導体表面の選択エッチング2021

    • 著者名/発表者名
      三栗野諒、小笠原歩見、川合健太郎、山村和也、有馬 健太
    • 雑誌名

      表面と真空

      巻: 64

    • NAID

      130008072749

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytic Properties of Chemically Modified Graphene Sheets to Enhance Etching of Ge Surface in Water2020

    • 著者名/発表者名
      Ryo Mikurino, Ayumi Ogasawara, Tomoki Hirano, Yuki Nakata, Hiroto Yamashita, Shaoxian Li, Kentaro Kawai, Kazuya Yamamura, Kenta Arima
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 124 号: 11 ページ: 6121-6129

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.9b11423

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvements in graphene growth on 4H-SiC(0001) using plasma induced surface oxidation2019

    • 著者名/発表者名
      Ouki Minami, Ryota Ito, Kohei Hosoo, Makoto Ochi, Yasuhisa Sano, Kentaro Kawai, Kazuya Yamamura, and Kenta Arima
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 126 号: 6 ページ: 0653011-10

    • DOI

      10.1063/1.5092336

    • NAID

      120007145771

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of reaction sequence occurring in graphene-assisted chemical etching of Ge surfaces in water2018

    • 著者名/発表者名
      Shaoxian Li, Kazuki Nakade, Tomoki Hirano, Kentaro Kawai, Kenta Arima
    • 雑誌名

      Materials Science in Semiconductor Processing

      巻: 87 ページ: 32-36

    • DOI

      10.1016/j.mssp.2018.07.009

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 微小なグラフェンシートにおける長方形状パターンの電子状態-STMによる原子スケール観察とその起源の考察-2021

    • 著者名/発表者名
      李君寰、李韶賢、稲垣耕司、川合健太郎、山村和也、有馬健太
    • 学会等名
      2021年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Formation of Trench Pattern on Ge Surface by Enhanced Chemical Etching Using Chemically Modified Graphene Flakes2020

    • 著者名/発表者名
      R. Mikurino, A. Ogasawara, T. Hirano, K. Kawai, K. Yamamura, K. Arima
    • 学会等名
      18th International Conference on Precision Engineering (ICPE2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 化学改質したグラフェンシートを援用した水中でのGe表面の新エッチング法2020

    • 著者名/発表者名
      三栗野諒、小笠原歩見、平野智暉、川合健太郎、山村和也、有馬健太
    • 学会等名
      2020年日本表面真空学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 微小な剥離グラフェンシート上での長方形状パターンのSTM観察2020

    • 著者名/発表者名
      李君寰、李韶賢、稲垣耕司、川合健太郎、山村和也、有馬健太
    • 学会等名
      2020年日本表面真空学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 微小なグラフェンシートにおける長方形状パターンのSTM観察2020

    • 著者名/発表者名
      李君寰、李韶賢、稲垣耕司、川合健太郎、山村和也、有馬健太
    • 学会等名
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] グラファイト上に形成した微小なグラフェンシートの原子レベルSTM観察2020

    • 著者名/発表者名
      李君寰、李韶賢、稲垣耕司、川合健太郎、山村和也、有馬健太
    • 学会等名
      2020年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] アンモニア還元グラフェンを援用した化学エッチング法 -Ge表面上へのトレンチ構造の形成-2020

    • 著者名/発表者名
      三栗野諒、小笠原歩見、平野智暉、川合健太郎、山村和也、有馬健太
    • 学会等名
      2020年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] グラフェン・アシストエッチングによるGe表面の選択領域加工2020

    • 著者名/発表者名
      三栗野諒、小笠原歩見、平野智暉、川合健太郎、山村和也、有馬健太
    • 学会等名
      2020年度応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] SiとGe表面のウェットエッチングの新潮流:不動態化から加工まで2019

    • 著者名/発表者名
      有馬健太
    • 学会等名
      2019年 第80回 応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Small Holes in Graphene: a Key in Graphene-Assisted Chemical Etching of Semiconductor Surfaces2019

    • 著者名/発表者名
      Kenta Arima
    • 学会等名
      EMN Meeting on Porous Materials 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Adsorption of Water Molecules on Oxide Surfaces and Its Impact on the Electronic Property of the Oxides Probed by In Situ XPS2019

    • 著者名/発表者名
      Kenta Arima
    • 学会等名
      Collaborative Conference on Materials Science and Technology 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 化学処理により得た還元グラフェンシートのSTMによる原子レベル構造観察2019

    • 著者名/発表者名
      李君寰、李韶賢、稲垣耕司、川合健太郎、山村和也、有馬健太
    • 学会等名
      精密工学会2019年度関西地方定期学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] グラフェン・アシストエッチングによる半導体表面の新規加工プロセスの開発2019

    • 著者名/発表者名
      三栗野諒、平野智暉、小笠原歩見、山村和也、川合健太郎、有馬健太
    • 学会等名
      精密工学会2019年度関西地方定期学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] グラフェン・アシストエッチングによるGe表面の選択領域加工2019

    • 著者名/発表者名
      三栗野諒、平野智暉、小笠原歩見、山村和也、川合健太郎、有馬健太
    • 学会等名
      2019年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Fundamental Properties for Enhanced Etching of Ge Surfaces in Water Assisted by Single Sheets of Reduced Graphene Oxide2019

    • 著者名/発表者名
      T. Hirano, Y. Nakata, H. Yamashita, S. Li, K. Kawai, K. Yamamura and K. Arima
    • 学会等名
      46th Conference on the Physics & Chemistry of Surfaces & Interfaces
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Atomic-scale Observations of Reduced Graphene Oxide Nanosheets Dispersed on HOPG Substrates2019

    • 著者名/発表者名
      S. Li, T. Hirano, K. Kawai, K. Yamamura, K. Arima
    • 学会等名
      46th Conference on the Physics & Chemistry of Surfaces & Interfaces
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 半導体表面におけるグラフェン・アシストエッチングの基礎特性の解明2019

    • 著者名/発表者名
      平野 智暉、中田 裕己、山下 裕登、李 韶賢、川合 健太郎、山村 和也、有馬 健太
    • 学会等名
      2019年 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
    • 招待講演
  • [学会発表] ウェットエッチングによる半導体表面構造の極限制御 ~不動態化から触媒アシストエッチングまで~2018

    • 著者名/発表者名
      有馬健太
    • 学会等名
      表面技術協会 ARS研究会 第100回例会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 表面科学に基づく固液界面プロセスの極限診断・制御とその応用2018

    • 著者名/発表者名
      有馬健太
    • 学会等名
      2018年度 精密工学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Observations of chemically reduced graphene oxide on atomic scale by scanning tunneling microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      李韶賢、平野智暉、川合健太郎、山村和也、有馬健太
    • 学会等名
      2018年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Ge表面におけるグラフェン・アシストエッチングの基礎研究~エッチング速度の温度依存性と活性化エネルギーの評価~2018

    • 著者名/発表者名
      平野智暉、中田裕己、山下裕登、李韶賢、川合健太郎、山村和也、有馬健太
    • 学会等名
      2018年 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] 還元グラフェンシートによる半導体表面の選択エッチングの溶液温度依存性2018

    • 著者名/発表者名
      平野智暉、中田裕己、山下裕登、李韶賢、川合健太郎、山村和也、有馬健太
    • 学会等名
      2018年日本表面真空学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] HOPG 基板上に形成したヒドラジン還元グラフェンナノシートの原子レベル構造観察2018

    • 著者名/発表者名
      李韶賢、平野智暉、川合健太郎、山村和也、有馬健太
    • 学会等名
      2018年日本表面真空学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 研究者詳細 - 有馬 健太 - 研究者総覧 - Osaka University

    • URL

      http://www.dma.jim.osaka-u.ac.jp/view?l=ja&u=7894

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
  • [備考] 有馬健太 ホームページ

    • URL

      http://www-pm.prec.eng.osaka-u.ac.jp/kenta_arima/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
  • [備考] 有馬 健太 (Kenta Arima) - マイポータル - researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/read0054777

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-07-25   更新日: 2022-01-27  

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