Si(110)表面ステップ挙動の解明とSiグラフェンナノリボンの自己組織的形成

• 研究課題/領域番号: 21360017
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 末光 眞希 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (00134057)
• 研究分担者: 吹留 博一 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (10342841) ; 遠田 義春 (遠田 義晴) 弘前大学, 理工学部, 准教授 (20232986)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 19,630千円 (直接経費: 15,100千円、間接経費: 4,530千円); 2011年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2009年度: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
• キーワード: グラフェン / エピタキシャルグラフェン / ステップ / 表面微細加工 / 表面終端 / 電子物性 / 半導体 / 金属 / ナノリボン

研究概要

基板上微細構造がエピタキシャルグラフェン(EG)の品質並びに電子物性に与える影響を詳細に調べ、その結果、Si並びにSiC基板表面ステップ構造制御法の確立、SiC基板表面微細加工によるEGの高品質化、並びに3C-SiC(111)-Si終端面/C終端面の制御に成功した。Si終端面上EGは半導体的、同C終端面上EGは金属的と分かった。これはグラフェン物性の制御を可能とする方法であり、グラフェンのデバイスに応用可能である。

研究成果

• [雑誌論文] Transmission Electron Microscopy and Raman-Scattering Spectroscopy Observation on the Interface Structure of Graphene Formed on Si Substrates with Various Orientations (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Handa, R. Takahashi, S. Abe, K. Imaizumi, E. Saito, M. H. Jung, S. Ito, H. Fukidome and M. Suemitsu
  • 雑誌名: JJAP 巻: 50巻
  • NAID: 210000070339
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature-Programmed Desorption Observation of Graphene-on-silicon Process (2011)
  • 著者名/発表者名: Shunsuke Abe, Hiroyuki Handa, Ryota Takahashi, Kei Imaizumi, Hirokazu Fukidome, and Maki Suemitsu
  • 雑誌名: JJAP 巻: 50巻
  • NAID: 210000139163
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controls over Structural and Electronic Properties of Epitaxial Graphene on Silicon using Surface Termination of 3C-SiC(111)/Si (2011)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Fukidome, Shunsuke Abe, Ryota Takahashi, Kei Imaizumi, Syuya Inomata, Hiroyuki Handa, Eiji Saito, Yoshiharu Enta, Akitaka Yoshigoe, Yuden Teraoka, Masato Kotsugi, Takuo Ohkouchi, Toyohiko Kinoshita, Shun Ito, and Maki Suemitsu
  • 雑誌名: Appled Phsics Express 巻: 4巻
  • NAID: 10030153776
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transmission-electron-microscopy observations on the growth of epitaxial graphene on 3C-SiC(110)and 3C-SiC(100)virtual substrates (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Handa, Shun Ito, Hirokazu Fukidome and Maki Suemitsu
  • 雑誌名: Materials Science Forum 巻: 711巻 ページ: 242-245
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth Rate Anomaly in Ultralow-Pressure Chemical Vapor Deposition of 3C-SiC on Si(001)Using Monomethylsilane (2011)
  • 著者名/発表者名: Eiji Saito, Sergey N. Filimonov, and Maki Suemitsu
  • 雑誌名: JJAP 巻: 50巻
  • NAID: 40017446817
  • 査読あり
• [雑誌論文] Step bunching and step"rotation" in homoepitaxial growth of Si on Si(110)-16×2 (2011)
  • 著者名/発表者名: Arnold Alguno, Sergey N. Filimonov, Maki Suemitsu
  • 雑誌名: Surface Science 巻: 605巻 ページ: 838-843
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transmission Electron Microscopy and Raman-Scattering Spectroscopy Observation on the Interface Structure of Graphene Formed on Si Substrates with Various Orientations (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Handa, R.Takahashi, S.Abe, K.Imaizumi, E.Saito, M.H.Jung, S.Ito, H.Fukidome, M.Suemitsu
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 50
  • NAID: 210000070339
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature-Programmed Desorption Observation of Graphene-on-ilicon Process (2011)
  • 著者名/発表者名: Shunsuke Abe, Hiroyuki Handa, Ryota Takahashi, Kei Imaizumi, Hirokazu Fukidome, Maki Suemitsu
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 50 号: 7R ページ: 070102-070102
  • DOI: 10.1143/jjap.50.070102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controls over Structural and Electronic Properties of Epitaxial Graphene on Silicon using Surface Termination of 3C-SiC(111)/Si (2011)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Fukidome, Shunsuke Abe, Ryota Takahashi, Kei Imaizumi, Syuya Inomata, Hiroyuki Handa, Eiji Saito, Yoshiharu Enta, Akitaka Yoshigoe, Yuden Teraoka, Masato Kotsugi, Takuo Ohkouchi, Toyohiko Kinoshita, Shun Ito, Maki Suemitsu
  • 雑誌名: Appled Phsics Express 巻: 4
  • NAID: 10030153776
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transmission-electron-microscopy observations on the growth of epitaxial graphene on 3C-SiC(110) and 3C-SiC(110) virtual substrates (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Handa, Shun Ito, Hirokazu Fukidome, Maki Suemitsu
  • 雑誌名: Materials Science Forum 巻: 711 ページ: 242-245
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth Rate Anomaly in Ultralow-Pressure Chemical Vapor Deposition of 3C-SiC on Si(001) Using Monomethylsilane (2011)
  • 著者名/発表者名: Eiji Saito, Sergey N.Filimonov, Maki Suemitsu
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 50
  • NAID: 40017446817
  • 査読あり
• [雑誌論文] Step bunching and step "rotation" in homoepitaxial growth of Si on Si(110)-16×2 (2011)
  • 著者名/発表者名: Arnold Alguno, Sergey N.Filimonov, Maki Suemitsu
  • 雑誌名: Surface Science 巻: 605 ページ: 838-843
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epitaxial growth processes of graphene on silicon substrates (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Fukidome, Yu Miyamoto, Hiroyuki Handa, Eiji Saito, and Maki Suemitsu
  • 雑誌名: JJAP 巻: 49巻
  • NAID: 210000067872
  • 査読あり
• [雑誌論文] Silicon thermal oxidation and its thermal desorption investigated by Si 2p core-level photoemission (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Enta, H. Nakazawa, S. Sato, H. Kato, and Y. Sakisaka
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: 235巻 ページ: 12008-12013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Silicon thermal oxidation and its thermal desorption investigated by Si 2p core-level photoemission (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Enta, H.Nakazawa, S.Sato, H.Kato, Y.Sakisaka
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: 235 ページ: 12008-12013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epitaxial Growth Processes of Graphene on Silicon Substrates (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Fukidome, Yu Miyamoto, Hiroyuki Handa, Eiji Saito, Maki Suemitsu
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 49
  • NAID: 210000067872
  • 査読あり
• [学会発表] Epitaxial growth of graphene on 3C-SiC thin film formed on Si substrates (2012)
  • 著者名/発表者名: Maki Suemitsu
  • 学会等名: International Symposium on Surface Science (ISSS-6)
  • 発表場所: 東京(招待講演)
  • 年月日: 2012-12-15
• [学会発表] Epitaxial growth of graphene on 3C-SiC thin film formed on Si substrates (2011)
  • 著者名/発表者名: Maki Suemitsu
  • 学会等名: International Symposium on Surface Science(ISSS-6)
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] Tunable electronic structure of epitaxial graphene formed on silicon substrates (2011)
  • 著者名/発表者名: Maki Suemitsu, and Hirokazu Fukidome
  • 学会等名: 3rd Symposium on the Science and Technology of Epitaxial Graphene (STEG3)
  • 発表場所: Florida
  • 年月日: 2011-10-25
• [学会発表] Tunable electronic structure of epitaxial graphene formed on silicon substrates (2011)
  • 著者名/発表者名: Maki Suemitsu, Hirokazu Fukidome
  • 学会等名: 3rd Symposium on the Science and Technology of Epitaxial Graphene (STEG3)
  • 発表場所: Florida (USA)(招待講演)
  • 年月日: 2011-10-25
• [学会発表] Growth of epitaxial graphene on 3C-SiC/Si heterostructure (2011)
  • 著者名/発表者名: Maki Suemitsu, Hiroyuki Handa, Shun Ito, and Hirokazu Fukidome
  • 学会等名: HeteroSiC-WASMPE2011
  • 発表場所: Tours
  • 年月日: 2011-06-30
• [学会発表] Growth of epitaxial graphene on 3C-SiC/Si heterostructure (2011)
  • 著者名/発表者名: Maki Sue, Hirokazu Fukidome
  • 学会等名: HeteroSiC-WASMPE2011
  • 発表場所: Tours (France)(招待講演)
  • 年月日: 2011-06-30
• [学会発表] Novel epitaxy of graphene using substrate microfabrication (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Fukidome, M.Kotsugi, T.Ohokuchi, T.Kinoshita, Th.Seyller, K.Horn, Y.Kawai, M.Suemitsu, Y.Watanabe
  • 学会等名: APS March Meeting 2011
  • 発表場所: Dallas, USA
• [学会発表] Formation of Epitaxial Graphene on Mesa-patterned SiC Substrate (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Handa, R. Takahashi, K. Imaizumi, Y. Kawai, H. Fukidome, Y. Enta, M. Suemitsu, M. Kotsugi, T. Ohkochi, Y. Watanabe, T. Kinoshita
  • 学会等名: 23rd International Microprocesses and Nanotechnology Conference
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2010-11-09
• [学会発表] CONTROL OF STRUCTURAL AND ELECTRONIC PROPERTIES OF EPITAXIAL GRAPHENE BY CRYSTALLOGRAHIC ORIENTATION OF Si SUBSTRATE (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Fukidome, Masato Kotsugi, Yusuke Kawai, Takuo Ohkouchi, Thomas Seyller, Karsten Horn, Hiroyuki Handa, Ryota Takahashi, Kei Imaizumi, Yoshiharu Enta, Maki Suemitsu, Toyohiko Kinoshita, Yoshio Watanabe
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Graphene Devices
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-10-27
• [学会発表] Nanoscale Control of Structure of Epitaxial Graphene by Using Substrate Microfabrication (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Fukidome, Masato Kotsugi, Yusuke Kawai, Takuo Ohkouchi, Thomas Seyller, Karsten Horn, Hiroyuki Handa, Ryota Takahashi, Kei Imaizumi, Yoshiharu Enta, Maki Suemitsu, Toyohiko Kinoshita, Yoshio Watanabe
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Graphene Devices
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] Formation of Epitaxial Graphene on Silicon Substrates via a SiC Ultrathin Film (2009)
  • 著者名/発表者名: Maki Suemitsu
  • 発表場所: シンガポール
  • 年月日: 2009-12-15
• [学会発表] Formation of Epitaxial Graphene on Silicon Substrates via a SiC Ultrathin Film (2009)
  • 著者名/発表者名: 末光眞希
  • 学会等名: SICC-6
  • 発表場所: Singapore、Singapore
  • 年月日: 2009-12-15
• [学会発表] Si系薄膜の成膜機構の原子・分子レベルでの解明と低温・高品質形成を実現する新たな成膜技術の創生 (2009)
  • 著者名/発表者名: 末光眞希
  • 学会等名: 第50回真空に関する連合講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-11-04
• [図書] Silicon-germanium(SiGe)nanostructures : Production, properties and applications in electronics, Chapter (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Suemitsu and S. Filimonov
  • 総ページ数: 3
  • 出版者: Woodhead Publishing
• [図書] Silicon-germanium(SiGe) nanostructures : Production, properties and applications in electronics, Chapter 3 (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Suemitsu, S.Filimonov
  • 出版者: Woodhead Publishing