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2017 年度 実績報告書

二次元原子薄膜の材料物性とデバイス特性を繋ぐオペランド顕微光電子分光

研究課題

研究課題/領域番号 15H03560
研究機関東北大学

研究代表者

吹留 博一  東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (10342841)

研究分担者 末光 眞希  東北大学, 電気通信研究所, 教授 (00134057)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードオペランド / 光電子分光 / グラフェン / 二次元原子薄膜
研究実績の概要

本年度は、本基盤研究(B)において申請した研究計画通りに、グラフェン類似の二次元原子薄膜を用いたデバイス、のオペランド顕微X線分光(水平分解能 20 nm以上)に関する電子状態とデバイス特性との関係に関する研究を行った。この研究においては、これらのデバイスの機能部位の電子状態をナノスケールの分解能で観察することにより、デバイス界面により電子状態変化とデバイス特性変化との関係を狙った。その結果、代表的な二次元原子薄膜である二硫化モリブデンと電極金属界面の間に意図しないキャリア・ドーピングが起こっている幅一ミクロン程度の領域が観察された。これは、二硫化モリブデンと電極金属の仕事関数が異なるために生じたものであり、1ミクロンと幅広いのは二硫化モリブデンが原子数層分の厚さしかなく、関与するドーピング密度が非常に小さいためであると結論された。このような二硫化モリブデン原子薄膜と金属電極界面に表れている電界効果領域が、二硫化モリブデン原子薄膜デバイスの素子特性の実測値が、その理論値を下回っていると結論した。更に研究を発展させ、トポロジカル絶縁体を用いたデバイスに関しても研究を行い、オペランド顕微X線分光がトポロジカル絶縁体を用いたデバイスの研究開発に役立つことが明らかとなった。上記のような研究は、DC電圧下にあるデバイスに関するものだった。今後は、オペランド顕微X線分光に時間分解能を賦与することにより、動的な特性(RF特性)に関して研究を進めていきたく考えている。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Karunya University(インド)

    • 国名
      インド
    • 外国機関名
      Karunya University
  • [国際共同研究] Kwangwoon University(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      Kwangwoon University
  • [雑誌論文] Fabrication of Multi-Layer Bi2Se3 Devices and Observation of Anomalous Electrical Transport Behaviors2017

    • 著者名/発表者名
      G. Venugopal, G.-H. Park, M. Suemitsu and H. Fukidome
    • 雑誌名

      Materials Science in Semiconductor Processing

      巻: 68 ページ: 128-132

    • DOI

      10.1016/j.mssp.2017.06.010

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Solution-Based Formation of High-Quality Gate Dielectrics on Epitaxial Graphene by Microwave-Assisted Annealing2017

    • 著者名/発表者名
      K.-S. Kim, G.-H. Park, H. Fukidome, T. Suemitsu, T. Otsuji, W.-J. Cho, M. Suemitsu
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 56 ページ: 06GF09-1-5

    • DOI

      10.7567/JJAP.56.06GF09

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Suppression of Supercollision Carrier Cooling in High Mobility Graphene on SiC(000-1)2017

    • 著者名/発表者名
      T. Someya, H. Fukidome, H. Watanabe, T. Yamamoto, M. Okada, H. Suzuki, Y. Ogawa, T. Iimori, N. Ishii, T. Kanai, K. Tashima, B. Feng, S. Yamamoto, J. Itatani, F. Komori, K. Okazaki, S. Shin, and I. Matsuda
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 95 ページ: 165303-1-7

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.95.165303

    • 査読あり
  • [学会発表] オペランド顕微X線分光による二次元電子系電子デバイスの動作機構の定量的解明2017

    • 著者名/発表者名
      吹留博一
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会「その場観察研究部会」
    • 招待講演
  • [学会発表] Quantification of Surface Electron Trapping of GaN Transistors by Using Operando Soft X-ray Photoelectron Nanospectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      H. Fukidome, K. Omika, Y. Tateno, T. Kouchi, T. Komatani, N. Nagamura, S. Konno, Y. Takahashi, M. Kotsugi, K. Horiba, M. Suemitsu, M. Oshima
    • 学会等名
      ISSS-8
    • 国際学会
  • [備考]

    • URL

      http://www.suemitsu.riec.tohoku.ac.jp/

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公開日: 2018-12-17  

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