| 研究課題/領域番号 |
21H01401
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
村上 勝久 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (20403123)
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| 研究分担者 |
山田 洋一 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (20435598)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 12,740千円 (直接経費: 9,800千円、間接経費: 2,940千円)
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| キーワード | 六方晶窒化ホウ素 / グラフェン / 化学気相成長 / 電子放出 / 電子放出デバイス / 平面型電子放出デバイス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
リモートプラズマCVD手法により六方晶窒化ホウ素(h-BN)の触媒フリー直接合成技術を確立し、Graphene/h-BN積層構造作製を実現する。更に、Graphene/h-BN積層構造の平面型電子放出デバイスを開発し、デバイス内部での電子散乱を極限まで抑制することで、放出電子のエネルギー分布幅の狭い超単色電子放出デバイスを実現する。
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| 研究成果の概要 |
誘導結合型リモートプラズマ化学気相成長法により六方晶窒化ホウ素(h-BN)の触媒フリー直接合成技術を開発し、合成温度500度の低温で窒化ホウ素膜を成膜可能とした。また、サファイア基板上に成膜した単結晶Ni(111)上への高結晶多層h-BNエピタキシャル成長技術も開発した。これらの手法により成膜したh-BNを用いたGraphene/h-BN積層構造を用いた平面型電子放出デバイスを試作し、放出電流密度15mA/cm2以上の大電流密度動作と、放出電子のエネルギー単色性0.6～0.8eVを実現し平面型電子放出デバイスのエネルギー単色性を向上することに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
h-BNは様々な原子層物質を成膜するための絶縁性基板として重要な材料であるが、大面積化が課題であった。本研究で開発したh-BN成膜技術によりh-BN基板の大面積化への展望が開け、原子層物質分野での学術的意義は高い。また、大面積に直接成膜したh-BNを用いた平面型電子放出デバイスの動作と放出電子のエネルギー単色性向上を実証した。これらの成果は、平面型電子放出デバイスの電子ビーム分析装置応用の実用化にとって重要であり社会的意義が高い。
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