| 研究課題/領域番号 |
16K06281
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| 研究機関 | 神戸市立工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
市川 和典 神戸市立工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (90509936)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | グラフェン / 熱CVD / 転写フリー |
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| 研究実績の概要 |
グラフェンはキャリア移動度がシリコンの100倍であることなど、次世代材料として注目されている。そのグラフェンを熱CVDにより合成すると合成条件により偶然にも転写をおこなわずともメモリとトランジスタを作り分けが可能であることを見出した。今年度はグラフェンの合成に必要な触媒であるニッケル上に酸化膜を形成し、酸化膜上に直接グラフェンを形成すること及び、その合成可能な酸化膜厚を明らかにすることを目的とした。
熱CVDのグラフェン形成時の昇温プロセス後に30sccmの高純度の酸素を5分から50分間導入し、それぞれの酸化膜厚の測定をXPSによる測定とグラフェンの形成状態をラマン分光測定により行った。その結果、酸素を20分（5nmの酸化膜厚）まで導入した場合ラマン分光測定よりグラフェンは合成されているが、20分を境にグラフェンのピークは減少し、最終的には50分導入（10nmの酸化膜厚）によりピークは現れなくなった。その結果からグラフェンを酸化膜上に直接合成することが可能であることが分かる。更に酸化膜厚が5nm以下では酸化膜を導入しない場合と比べほぼ同様のグラフェンが得られるが、酸化膜が厚すぎるとグラフェンは合成できないことが明かとなった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
ニッケル膜厚400nmの酸化レートが分かり、ラマン分光測定により欠陥などの膜質と酸素導入時間の依存性がみられ、50分間酸素を導入することでグラフェンが合成できなくなる上限を明らかにすることができた。更に酸素を20分間導入した場合、測定箇所によるばらつきがあるものの酸素を導入しないものに比べて欠陥の少ないものみられ、少量の酸素は膜質を向上させる可能性があるという新たな知見が得られた。
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| 今後の研究の推進方策 |
H28年度で明らかになった酸化膜厚で実際にグラフェンのトランジスタとメモリを作り、デバイスの入力特性、出力特性、ヒステリシス特性から今年度はデバイス特性から酸化膜厚によりデバイスの作り分けが可能であることを明らかにする。
更に新しい知見で得られたわずかに酸素を導入することによりグラフェンの膜質が向上することをより詳細に明らかにする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本研究では熱CVD装置を用いており、勉強のため毎年卒研生と共にCVD研究会に参加している。本年度は地元の神戸で開催され参加費のみの支出となったため、支出が予定よりも少なく、次年度使用予定額が0大きくなったと考えています。
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| 次年度使用額の使用計画 |
今年度はこの繰り越し分を旅費や測定器の使用料として使用を考えている。
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