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大面積単結晶グラフェン膜のcarpet-like成長プロセスの研究

研究課題

研究課題/領域番号 24760030
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

小田原 玄樹  独立行政法人産業技術総合研究所, ナノチューブ応用研究センター, 産総研特別研究員 (00580276)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード結晶成長 / 超薄膜 / 電子顕微鏡 / ナノ材料 / 表面・界面物性 / 国際情報交換 / アメリカ / ヨーロッパ / アジア
研究概要

研究代表者は平成25年10月1日より、科研費応募資格の無い民間企業に就職し、科学研究費助成事業の補助事業を廃止したので、平成25年9月30日までの研究の成果を報告する。
所属した研究機関では、プラズマCVD法によるロールtoロール グラフェン高速製膜技術を開発しており、プラズマCVDグラフェンの高品質化をターゲットとして研究を推進した。グラフェン成長基板としては、主に銅基板を使用するが、プラズマ照射中は基板の温度が上がりすぎるために、基板が一部溶解して、グラフェンの品質が劣化する。そのため銅基板よりも融点が高い銅ニッケル合金を使用することで、基板の溶解が抑えられ、グラフェンの品質が向上する可能性が示唆された。
また、超平坦化処理を施した金属基板上に成長させたグラフェン膜は、金属基板を化学的に溶解することで、基板から剥離することができるので、金属上に成長させたグラフェン膜を、透過電子顕微鏡グリッド上に展開した状態で、自己保持膜として取り出した。これまでの金属基板の化学的溶解によるグラフェン膜の剥離は、転写過程でグラフェン膜に欠陥が生じやすく、グラフェン表面が汚染されやすい。そこで、超高真空中でグラフェン成長中の基板に、外部から種結晶に相当するものを接触・融解させて引き上げることで、機械的にグラフェン膜を金属基板から剥離することを検討した。
また、透過電子顕微鏡での自己保持グラフェン膜への電子線照射耐性を評価した。特に転写プロセス中にグラフェン表面に付着する不純物(Siなど)周辺から優先的にグラフェンが損傷を受けることが、走査透過電子顕微鏡その場観察・ラマン分光によって明瞭に示された。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 金属基板上のグラフェン成長その場観察2013

    • 著者名/発表者名
      小田原玄樹
    • 雑誌名

      炭素 TANSO

      巻: 258 ページ: 234-235

    • NAID

      10031183880

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 電子顕微鏡によるナノカーボン成長のその場観察2013

    • 著者名/発表者名
      日比野 浩樹, 小田原 玄樹, 本間 芳和
    • 雑誌名

      応用物理

      巻: 82 ページ: 137-140

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Macroscopic Single-Domain Graphene Growth on Polycrystalline Nickel Surface2012

    • 著者名/発表者名
      G.Odahara, H.Hibino, N.Nakayama, T.Shimbata, C.Oshima, S.Otani, M.Suzuki, T.Yasue and T.Koshikawa
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 5 号: 3 ページ: 035501-035501

    • DOI

      10.1143/apex.5.035501

    • NAID

      10030511458

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 超平坦金属表面上におけるグラフェン成長その場観察2012

    • 著者名/発表者名
      小田原 玄樹, 大島 忠平, 日比野 浩樹, 本間 芳和, 大谷 茂樹, 鈴木 雅彦, 安江 常夫, 越川 孝範
    • 雑誌名

      Journal of the Surface Science Society of Japan

      巻: 33 号: 10 ページ: 557-562

    • DOI

      10.1380/jsssj.33.557

    • NAID

      130004486706

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] グラフェン成長のその場観察2013

    • 著者名/発表者名
      日比野浩樹
    • 学会等名
      日本物理学会 2013年 秋季大会
    • 発表場所
      高知大学 朝倉キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] BBLポリマーから調製した網面が水平あるいは垂直配向した炭素薄膜の評価2013

    • 著者名/発表者名
      小田原 玄樹
    • 学会等名
      学振第117委員会
    • 発表場所
      東京大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] BBLポリマーから調整した網面垂直/水平配向炭素薄膜の異方性評価2013

    • 著者名/発表者名
      小田原 玄樹
    • 学会等名
      第60回春季応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 多結晶金属基板上での単結晶グラフェン成長のLEEMその場観察2012

    • 著者名/発表者名
      小田原 玄樹
    • 学会等名
      第 39回 炭素材料学会年会
    • 発表場所
      長野市生涯学習センター
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属基板上のグラフェン成長その場観察2012

    • 著者名/発表者名
      小田原 玄樹
    • 学会等名
      学振第117委員会
    • 発表場所
      産総研 臨海副都心センター
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属基板上のグラフェン成長その場観察2012

    • 著者名/発表者名
      小田原 玄樹
    • 学会等名
      第5回CPC研究会
    • 発表場所
      連合会館
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 炭素材料の研究開発動向 2012年度研究報2013

    • 著者名/発表者名
      小田原 玄樹
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      CPC研究会
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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