| 研究概要 |
本研究では,原子層一層からなる2次元グラファイト(グラフェン)に対して,半導体ナノ微細加工技術と新規プロセス技術開発を組み合わせることによって,原子スケールで構造制御された量子デバイスの作製と動作実証を試みる。究極のスケールダウンしたトランジスタ構造を作製するための技術開発およびその量子輸送現象のメカニズムを探索する挑戦的な研究である。本研究で開発を目指す素子は,小数原子から構成されることから理論的モデリングも容易となり,実験結果を理論的な側面から強力に研究を進めることができると考えられる。原子スケールのトランジスタは,基礎物性研究の観点のみならず,室温での量子効果動作が期待できることから,その実現に向けた研究は非常に重要で意義が大きい。今年度は,素子開発において新しいプロセス技術の開発を中心に行った。具体的には従来のトップダウンプロセスに加えて、グラフェンのエッジ状態を化学修飾することによって、炭素-炭素結合/切断反応を利用したグラフェンの自在形状加工を目指したグラフェンの化学修飾を実施した。基板上に取り出したグラフェンシートに対して比較的弱い酸化による化学修飾を施すことにより,選択的にシートのエッジ部分に官能基を導入し,その結果を熱重量分析,マイクロラマン分光,X線光電子分光法を用いて解析した。実験の結果から,化学修飾がグラフェンのエッジ部分で選択的に行われていることを示し,グラフェンのエッジを化学的手法によって構造制御するための重要なステップを達成した。
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