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原子間力顕微鏡リソグラフィー法によるグラフェンのバンドギャップ制御に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 23710155
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 マイクロ・ナノデバイス
研究機関東京大学

研究代表者

増渕 覚  東京大学, ナノ量子情報エレクトロニクス研究機構, 特任助教 (50596195)

研究期間 (年度) 2011 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2012年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2011年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードグラフェン / 原子間力顕微鏡 / 陽極酸化法 / 酸化グラフェン / バンドギャップ制御
研究概要

本研究では、AFMリソグラフィー法を利用してグラフェン中にバンドギャップを導入する技術の確立に取り組んだ。金属電極を有するグラフェン試料において、素子中央部を局所的に酸化することで、グラフェン/酸化グラフェン/グラフェン面内接合素子を作製した。電子輸送特性を評価したところ、非線形な電流-電圧曲線とともにVSD=3V程度の電流抑制領域が確認され、酸化グラフェンを精製することによるバンドギャップ形成に成功した。一方、後者については、グラフェンを局所的に絶縁化することで幅10nmの超微細グラフェン細線素子を作製した。作製した細線素子にはトランスポートギャップが形成され、ゲート電圧印加により電流のスイッチング動作が実現し、AFM陽極酸化法により超微細グラフェン細線素子の作成が可能であることを示した。

報告書

(3件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Cross-sectional transmission electron microscopy analysis of nanogap electrode fabricated by atomic force microscope local oxidation2013

    • 著者名/発表者名
      R. Moriya, E. Ikenaga, S. Masubuchi, and T. Machida
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

      巻: 52 ページ: 55201-55201

    • NAID

      40019650943

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin Relaxation in Weak Localization Regime in Multilayer Graphene Spin Valves2013

    • 著者名/発表者名
      T. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 52 号: 4R ページ: 40205-40205

    • DOI

      10.7567/jjap.52.040205

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cross-sectional transmission electron microscopy analysis of nanogap electrode fabricated by atomic force microscope local oxidation2013

    • 著者名/発表者名
      R. Moriya
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 52 号: 5R ページ: 55201-55201

    • DOI

      10.7567/jjap.52.055201

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Boundary Scattering in Ballistic Graphene2012

    • 著者名/発表者名
      S. Masubuchi, K. Iguchi, T. Yamaguchi, M. Onuki, M. Arai, K. Watanabe, T. Taniguchi and T. Machida
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett.

      巻: 109 号: 3 ページ: 36601-1

    • DOI

      10.1103/physrevlett.109.036601

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] AFM-based local tunable oxidation of graphene2011

    • 著者名/発表者名
      S. Masubuchi, M. Arai, and T. Machida
    • 雑誌名

      Nano Letters

      巻: 11 号: 11 ページ: 4542-4542

    • DOI

      10.1021/nl201448q

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of single-electron transistor composed of a self-assembled quantum dot and nanogap electrode by atomic force microscope local oxidation2010

    • 著者名/発表者名
      R. Moriya, H. Kobayashi, K. Shibata, S. Masubuchi, K. Hirakawa, S. Ishida, Y. Arakawa, and T. Machida
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 3 ページ: 35001-35001

    • NAID

      10027014009

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] AFM-based Local Anodic Oxidation of Graphene2013

    • 著者名/発表者名
      S. Masubuchi, M. Arai, and T. Machida
    • 学会等名
      American Physical Society, March Meeting
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2013-03-26
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 高移動度グラフェン/h-BNヘテロ構造における量子輸送現象2013

    • 著者名/発表者名
      増渕覚
    • 学会等名
      第60回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] グラフェンにおけるバリスティック伝導と光電圧効果2013

    • 著者名/発表者名
      町田友樹
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Boundary Scattering in Ballistic Graphene Wire2012

    • 著者名/発表者名
      S. Masubuchi
    • 学会等名
      International Union of Materials Research Societies- International Conference on Electronic Materials
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Boundary Scattering in Ballistic Graphene2012

    • 著者名/発表者名
      S. Masubuchi
    • 学会等名
      The 20th international conference on High magnetic fields in semiconductor physics
    • 発表場所
      Chamonix, France
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 高移動度グラフェンにおけるバリスティック伝導と磁気整合効果2012

    • 著者名/発表者名
      増渕覚
    • 学会等名
      第26回ダイヤモンドシンポジウム
    • 発表場所
      青山学院大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 高移動度グラフェン/h―BN細線における磁気整合効果2012

    • 著者名/発表者名
      増渕覚
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] グラフェンナノ構造における量子輸送現象2012

    • 著者名/発表者名
      増渕覚
    • 学会等名
      2012年度ニューダイヤモンドフォーラム研究会
    • 発表場所
      東京大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Atomic Force Microscopy-Based Local Tunable Oxidation of Graphene2012

    • 著者名/発表者名
      S. Masubuchi, M. Arai, and T. Machida
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 原子間力顕微鏡によるグラフェンの局所陽極酸化2011

    • 著者名/発表者名
      増渕覚、荒井美穂、野瀬健二、光田好孝、町田友樹
    • 学会等名
      第25回ダイヤモ ンドシンポジウム
    • 発表場所
      産業技術総合研究所
    • 年月日
      2011-12-08
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 原子間力顕微鏡によるグラフェンの局所陽極酸化2011

    • 著者名/発表者名
      増渕覚,荒井美穂,大貫雅広,町田友樹
    • 学会等名
      第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2011-09-01
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Atomic Force Microscopy Based Local Anodic Oxidation of Graphene2011

    • 著者名/発表者名
      S. Masubuchi and T. Machida
    • 学会等名
      UK-Japan Workshop and Graphene Roadmap Consultation Graphene Synthesis and Charactarisation for applications
    • 発表場所
      Lake District, UK, 15-18
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] AFM-based Local Tunable Oxidation of Graphene2011

    • 著者名/発表者名
      S. Masubuchi, M. Arai, and T. Machida
    • 学会等名
      International Conferenceon New Diamond and Nano Carbons
    • 発表場所
      Matsue, Japan
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Atomic Force Microscopy Based Local Anodic Oxidation of Graphene2011

    • 著者名/発表者名
      S. Masubuchi
    • 学会等名
      UK-Japan Workshop and Graphene Roadmap Consultation Graphene Synthesis and Charactarisation for applications(招待講演)
    • 発表場所
      Lake District, UK
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 原子間力顕微鏡によるグラフェンの局所陽極酸化2011

    • 著者名/発表者名
      増渕覚,荒井美穂,大貫雅広,町田友樹
    • 学会等名
      2011年秋期 第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://qhe.iis.u-tokyo.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書

URL: 

公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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