| 研究領域 | ２．５次元物質科学：社会変革に向けた物質科学のパラダイムシフト |
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| 研究課題/領域番号 |
22H05456
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅱ)
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
黒澤 昌志 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (40715439)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-16 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2023年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | ゲルマニウム / 二次元物質 / 大気安定性 / 熱安定性 / 熱電応用 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
14族2.5次元物質（グラフェンの炭素原子をシリコン、ゲルマニウム、スズに置換した二次元物質：シリセン、ゲルマネン、スタネン）は、超高真空中で導電性基板上でのみ、その合成に成功しており、理論的に予測されている卓越した物性を応用するには至っていない。この課題解決に向けて、今回の公募研究ではゲルマネンの物性計測やデバイス応用に資する構造（大気・熱安定性に優れる薄膜を絶縁膜上に合成すること）を早期に実現するとともに、熱電物性を世界に先駆け解明しその応用可能性を議論する。
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| 研究実績の概要 |
本年度得られた主な成果を以下に纏める。
●高抵抗基板上へのCaGe2薄膜合成：分子線エピタキシー装置を用い、水素吸着ゲルマネン(GeH)の前駆体であるCaGe2薄膜を高抵抗Si(111)基板上への直接合成に取り組んだ。具体的には、(1)固相拡散法（Si基板上にでGe層をエピタキシャル成長後、Ca層を室温堆積させた後に熱処理を行う方法）および(2)同時蒸着法（Si基板上にCaとGeを同時に蒸着する方法）によりCaGe2薄膜を作製し、結晶サイズ・結晶性等の比較を行った。固相拡散法では結晶粒の直径が50 nmΦ程度と非常に小さかったが、同時蒸着法では300 nmΦ程度と大きく結晶粒表面に平坦な部分がみられた。同時蒸着法で形成した薄膜から得られたX線回折ピークの方が鋭い（すなわち、高品位な薄膜が得られる）ことも判明した。
●トポケミカル反応を用いたGeH薄膜合成：同時蒸着法で形成したCaGe2薄膜を－40 °Cの塩酸に浸漬することで、GeH薄膜の高抵抗基板上への直接合成に成功した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の予定通り、高抵抗基板上への水素修飾ゲルマネン薄膜合成に成功するなど順調に進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
領域内共同研究を進め、得られたGeH薄膜の局所構造や熱安定性の解析、熱電物性に関する議論を行う。
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