| 研究課題/領域番号 |
21H01911
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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32020:機能物性化学関連
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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 |
衛 慶碩 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (30709564)
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| 研究分担者 |
沖川 侑揮 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (50635315)
石原 正統 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究グループ長 (70356450)
桐原 和大 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究グループ長 (70392610)
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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 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | Graphene / Doping / n-type / stability / 光塩基発生剤 / ドーピング / n型 / グラフェン / N型ド ー ピ ン グ / 温度センサー / センサー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、紫外光照射時の光塩基発生剤からグラフェンへの電子供与過程の解析を進め、グラフェン上の均一な光塩基発生剤分子のコーティング技術、BN基材上グラフェンへのコーティング技術を開発して、キャリア濃度制御の精密化を目指す。これにより、自在なパターンで透明な、高移動度のグラフェンPN接合デバイスを生み出し、熱起電力（Seebeck係数）制御による高感度透明熱電対、及び透明赤外センサー等への実用化を目指す。さらに、このドーピング手法を、CNTネットワークなどの複雑系物質の電気伝導機構の解明にも適用する。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、グラフェンに安定したn型ドーピングを行うための革新的な方法に焦点を当てている。前半では、光塩基発生剤（PBG）と紫外線の照射を組み合わせた光誘起電子ドーピング技術を確立した。後半では、このアプローチをさらに発展させ、紫外線照射下でポリエチレングリコール（PEO）とポリベンゾイミダゾール（PBG）を混合して使用することで、グラフェンにおけるn型ドーピングの均一性と長期安定性を向上させた。このハイブリッド手法は、コスト効率に優れ、拡張性があり、160日以上にわたって安定性を維持することが実証された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
グラフェンにおける制御された安定な n 型ドーピングは、関係する学術分野において長年の課題であった。紫外線照射下における光塩基発生剤（PBG）とポリエチレンオキシド（PEO）ハイブリッドを利用しこの課題を解決した我々の斬新なアプローチは、化学的にも社会的にも非常に意義深い。n型ドーピングの安定性と均一性を確保することで、高性能な電子、熱電アプリケーションの開発が促進される。社会的には、ドーピング技術の費用対効果、長期安定性に特徴を有するこの手法が確立されることで、さまざまな分野の製品製造プロセスに広く採用されることが期待され、革新的なアプリケーションの誕生が見込まれ、生活の質の向上につながる。
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