| 研究課題/領域番号 |
20K15136
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分28030:ナノ材料科学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
矢野 雅大 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究職 (30783790)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | グラフェンナノリボン / 半導体 / 方位 / 表面合成 / 走査型トンネル顕微鏡 / 再構成構造 / 自己組織化 / 実時間観測 / グラフェン / ナノリボン / 表面 / STM / 低次元 / ナノ構造 / 1次元物質 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
グラフェンナノリボン(GNR)は次世代電子デバイス創成に有望な材料である。GNRをデバイス応用するには、バンドギャップを持つ基板上に幅やエッジ構造及び配向を制御したGNRを作製することが重要となる。これまでに、GNRの幅とエッジ構造の制御は金属基板上で特定の分子を熱重合するボトムアップ合成によって達成されたが、ランダムな配向のGNRがバンドギャップを持たない基板上に形成されることが問題となっている。本研究では、バンドギャップを持つ基板上で配向制御されたGNRの作製を達成するために、ステップ列を規定したGe(110)-16×2再構成表面をテンプレートとし、この上でGNRを直接ボトムアップ合成する技術の確立を目指す。
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| 研究成果の概要 |
Ge(110)-16×2構造上に周期配列するステップに沿って長いグラフェンナノリボン(GNR)を合成することを目的とした。まず、Ge(110)表面を[1-10]方位へ僅かに傾斜させることで16×2構造の周期配列ステップの方位の決定を達成し、この構造形成過程を観測することで16×2構造の形成機構を明らかにした。次に、Ge(110)-16×2上にGNRの前駆体分子を蒸着すると秩序構造を形成することを明らかにしたが、ここから長いGNRが得られなかった。これは前駆体分子の方位に起因すると考えられるため、Au基板上で前駆体分子の方位とGNRの成長方位の関係を明らかにし、GNRの成長方位制御の指針を得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
Ge(110)-16×2はGNRのみならず様々なナノ構造を作製する上でテンプレートとなる表面だが、これまでステップ方位の制御や形成機構が不明なままとされてきた。本研究ではこれらを明らかにした成果は、ナノ構造作製技術の発展に貢献する。
また、GNRの成長方位と前駆体分子の吸着方位の関係性はAu基板上のみならず、様々な基板で応用可能だと考えられる。この成果はGNRの方位制御において重要となるため、今後のGNRデバイス設計において重要な指針となる。
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