研究課題
本研究では、分子性材料の半導体デバイスプロセスへの応用展開を志向している。特に、分子の溶液としての利用法に着目し、無機半導体の物性制御・プロセス技術としての開拓を念頭に進めた。本年度は、無機半導体表面へ分子溶液処理を行い、表面の構造および電子物性に対する分子の影響を評価した。酸性度の高い超酸分子を中心に据え、還元能の高い分子種へも対象を広げることで、総合的に分子がもたらす影響を模索した。無機材料の一つとして、ポストSiとして期待されるGeを用いた。Ge表面の自然酸化膜の除去および再酸化に対して分子の影響をX線光電子分光法(XPS)を用いて評価した。超酸分子の水溶液を処理したところ、自然酸化膜をほぼ完全に除去することを確認した。しかしながら、その後の再酸化を抑制する（パッシベーションする）効果は確認されなかった。一方で、疎水性溶媒へ溶解した超酸分子処理を施したところ、自然酸化膜を完全に除去できないものの、再酸化過程を抑制できることを明らかとした。XPS測定において分子の置換基に由来するシグナルを観測したことから、分子の堆積によるパッシベーションが示唆された。本メカニズムおよび酸化膜の完全除去については、さらなる検討が必要である。他に、半導体としてしられる二硫化モリブデンに対して、分子種による物性の変化を検討した。超酸分子溶液の処理により光学的特性の向上を確認した。溶媒種の影響を調べたところ親水、疎水を問わず特性の向上を確認した。ただし、溶媒種によって変化量は異なり、超酸分子種の酸性度との関連が示唆された。光学特性の向上の起源として水素イオンの存在を明らかとし、表面の欠陥の修復が示唆された。酸に対して、還元能の高い分子種としてバイオロゲンをも対象とした。新規調整法を開拓し、表面を分子で覆うことにより、二硫化モリブデンに対して電子状態の制御が可能となることを見出した。
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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AIP Advances
巻: 8 ページ: 055313
10.1063/1.5029315
