| 研究課題/領域番号 |
21K04876
|
|---|
| 研究機関 | 九州大学 |
|---|
研究代表者 |
藤本 義隆 九州大学, 工学研究院, 特任准教授 (70436244)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
|
| キーワード | 原子膜系物質 / 第一原理輸送計算 / グラフェン |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究では、原子膜物質を用いた高性能デバイスを実現するための理論的設計を行うことにある。本年度では、電子デバイスの伝導チャネル材料として、有力な候補であるグラフェンを用いた複合構造の輸送特性に関する研究を展開した。通常、伝導チャネルは、絶縁体などの基板上に作成される。ここでは、ワイドギャップ半導体である窒化ホウ素原子膜上に配置されたグラフェンの輸送特性に関して調べた。特に、基板として用いた窒化ホウ素原子膜中に存在する不純物炭素が輸送特性に与える影響について調べた。はじめに、不純物ドープされる前の窒化ホウ素原子膜上のグラフェンの伝導特性を調べた。その結果、グラフェンが窒化ホウ素膜により相互作用を受け、伝導度が変化することが明らかになった。次に、窒化ホウ素原子膜中に不純物をドープした場合における輸送特性に関して調べた。その結果、窒化ホウ素原子膜中のホウ素サイトに不純物炭素をドープすると、伝導帯領域での輸送特性が変化することが明らかになった。また、エネルギーが増加するに従って、伝導度の変化率が増加することも分かった。一方、窒化ホウ素原子膜中の窒素サイトにドープすると、価電子帯領域での輸送特性が変化する。このことは、窒化ホウ素原子膜中の不純物のアクセプター状態やドナー状態が、グラフェンの輸送特性に影響を与えていることが予想される。このように、グラフェンの輸送特性を調べることで、窒化ホウ素原子膜中にある不純物ドーパントを検知可能な機能を有することが分かった。
|
| 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
グラフェン/窒化ホウ素原子膜のハイブリッド構造の量子輸送現象と不純物状態が輸送特性に与える影響を明らかにできたため。
|
| 今後の研究の推進方策 |
今後の研究の推進方策として、高性能デバイスを実現するために、原子膜の層数の変化等の構造的特性とそれに対応した機能特性との関係を明らかにしていく。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
予定していた学会や国際会議の参加を取りやめたため、会議参加費等の支出が不要になったため。
今後の使用計画として、研究を推進するために必要となる計算機利用料や、研究成果を公表するための経費に使用する。
|
