固体表面の原子構造デザインに基づくグラフェンの物性制御

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23656029
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 荻野 俊郎 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 教授 (70361871)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: グラフェン / ナノカーボン / 表面界面基板 / 酸化物単結晶 / ポーラスアルミナ / 原子間力顕微鏡 / ラマン分光

研究概要

本研究の目的は、完全な二次元物質であるグラフェンにおいて、その原子ネットワーク構造に欠陥を導入することなくナノスケールでデザインされた物性を付与することである。23年度は、グラフェンの電子物性に及ぼす基板とグラフェン界面の水の効果を明らかにした。24年度には、ポーラスアルミナを基板とすることにより周期歪が導入されていることを実証した。これは炭素原子骨格を維持しつつバンドギャップを付与できる可能性を示す。

研究成果

• [雑誌論文] 溶液中の金属酸化物表面と吸着水の構造評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 荻野俊郎, 山崎憲慈
  • 雑誌名: 表面科学 巻: 33巻 ページ: 339-344
• [雑誌論文] Evolution of step morphology on vicinal sapphire (1-102) surfaces accompanied with self-assemblyof comb-shaped chemical domains (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Komurasaki, T. Isono, T. Tsukamoto, and T. Ogino
  • 雑誌名: Appl. Surf. Sci. 巻: 258巻 ページ: 5666-5671
  • DOI: DOI:10.1016/j.apsusc.2012.02.052
  • 査読あり
• [雑誌論文] Layered structures of interfacial water and their effects on Raman spectra in grapheme-on-sapphire systems (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Komurasaki, T. Tsukamoto, K. Yamazaki, and T. Ogino
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 115巻 ページ: 10084-10089
  • DOI: DOI:10.1021/jp301402u
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of graphene etching by atomic structures of the supporting surfaces (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Tsukamoto and T. Ogino
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 115巻 ページ: 8580-8585
  • DOI: DOI:org/10.1021/jp1094933
  • 査読あり
• [雑誌論文] ポーラスアルミナ三次元マイクロ構造体 (2011)
  • 著者名/発表者名: 塚本貴広、加瀬貴之、荻野 俊郎
  • 雑誌名: 表面技術 巻: 62巻 ページ: 330-334
• [雑誌論文] Fabrication of three-dimensional porous alumina microstructures using imprinting method (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Tsukamoto and T. Ogino
  • 雑誌名: J. Electrochem. Soc 巻: 159巻 ページ: C155-159
  • DOI: DOI:10.1149/2.038204jes
• [雑誌論文] Effects of Surface Chemistry of Substrates on Raman Spectra in Graphene (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Tsukamoto, K. Yamazaki, H. Komurasaki, and T. Ogino
  • 雑誌名: J. Phys.Chem. C 巻: 116巻 ページ: 4732-4737
  • DOI: DOI:org/10.1021/jp2113158
  • 査読あり
• [雑誌論文] Graphene etching controlled by atomic structures on the substrate surface (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Tsukamoto and T. Ogino
  • 雑誌名: CARBON 巻: 50巻 ページ: 674-679
  • DOI: DOI:10.1016/j.carbon.2011.09.026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective deposition of lipid membranes on locally anodic-oxidized silicon surface (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Nakamura and T. Ogino
  • 雑誌名: e-J Surf. Sci. Nanotech 巻: 9巻 ページ: 357-362
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective adsorption of protein molecules on phase-separated sapphire surfaces (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Yamazaki, T. Ikeda, T. Isono, and T. Ogino
  • 雑誌名: J. Colloid and Interface Science 巻: 351巻 ページ: 64-70
  • DOI: DOI:10.1016/j.jcis.2011.05.016
• [学会発表] 単結晶絶縁性基板上のグラフェン (2013)
  • 著者名/発表者名: 荻野俊郎,飯田祐介,加瀬貴之,齋藤 昂,山崎憲慈
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] 自発展開法による脂質ラフトドメイン形成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 横田圭司, 國井俊佑, 豊城晃彦, 山崎憲慈, 荻野俊郎
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] UV照射した自己組織化単分子膜上でのタンパク質吸着評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 神谷康敬, 山崎憲慈, 荻野俊郎
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] 応用電子物性の展開-ナノ からバイオ・その先 (2013)
  • 著者名/発表者名: 荻野俊郎
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] 原子配列の異なる表面に対するチタン認識フェリチンの吸着特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 上原知之, 荻野 俊郎
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] グラフェン表面への脂質膜形成における支持表面の効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山崎憲慈, 荻野俊郎
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] AFM電流マッピングによるグラフェンの局所的性質の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 井辻宏章,梶ヶ谷晋矢,荻野俊郎
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] 銀コートAFM探針を用いたグラフェンへの触媒微粒子配置制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 増山大祐,飯田祐介,荻野俊郎
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] Study on morphology of three-component lipid membranes formed by self-spreading method (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Yokota, S. Kunii, A.Toyoki, K. Yamazaki T. Ogino
  • 学会等名: Int. Conf. on Molecular Electronics and Bioelectronics
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2013-03-19
• [学会発表] Characterization of the Interfaces, Direct Growth and Patterning of Graphene Films on Sapphire Substrates and its Applicatin to Bioelectronics Symposium on Medical (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Ogino, K. Saito, Y. Iida, T. Kase and K. Yamazaki
  • 学会等名: Bio- and Nano-Electronics
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2013-02-28
• [学会発表] Characterization of the Interfaces, Direct Growth and Patterning of Graphene Films on Sapphire Substrates (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Ogino, K. Saito, Y. Iida, T. Kase and K.Yamazaki
  • 学会等名: 6th Int. Workshop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2013-02-22
• [学会発表] Structural control of single-crystalline metal oxide sufaces toward bioapplications (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Ogino
  • 学会等名: KVS-JVS-SSSJ joint symposium in the 44th Winter Conference of The Korean Vacuum Society
  • 発表場所: Pyongchang, (韓国)
  • 年月日: 2013-02-19
• [学会発表] Effect of chemical doping from support substrate to graphene in aqueous environment (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenji Yamazaki and Toshio Ogino
  • 学会等名: The 10th Japan-Russia Seminar on Semiconductor Surfaces
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20120926-20120925
• [学会発表] Evolution of Graphene Growth on Sapphire (0001) and (11-20) Surfaces by Self-catalytic Chemical Vapor Deposition (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Saito, Y. Iida .K. Yamazaki, T. Ogino
  • 学会等名: Mat. Res. Soc. Fall Meeting
  • 発表場所: Boston, MA (米国)
  • 年月日: 2012-11-27
• [学会発表] Characterization of Graphene Surface in Aqueous Environment by Protein Adsorption and AFM Force Measurements (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Yamazaki,T. Ogino
  • 学会等名: Mat. Res. Soc. Fall Meeting
  • 発表場所: Boston, MA (米国)
  • 年月日: 2012-11-27
• [学会発表] Fabrication of Graphene NanoribbonsUsing Biologically Synthesized Metal Nanoparticles (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Iida, K. Yamazaki, T. Ogino
  • 学会等名: Mat. Res. Soc. Fall Meeting
  • 発表場所: Boston, MA (米国)
  • 年月日: 2012-11-27
• [学会発表] Strain Engineering of Graphene by Porous Alumina Membrane (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Kase, T. Ogino
  • 学会等名: Mat. Res. Soc. Fall Meeting
  • 発表場所: Boston, MA (米国)
  • 年月日: 2012-11-27
• [学会発表] 表面構造制御のナノ・バイ オへの展開 (2012)
  • 著者名/発表者名: 荻野俊郎
  • 学会等名: 第32回表面科学学術講演会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2012-11-21
• [学会発表] Graphene on Sapphire-Characterization of the Interfaces, Direct Growth, and Patterning (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Ogino, K. Saito, Y. Iida, T. Kase and K.Yamazaki
  • 学会等名: 3rd International Symposium on GrapheneDevices ISGD-2012
  • 発表場所: Saint-Aubin, (フランス)
  • 年月日: 2012-11-08
• [学会発表] Character- ization of Interfaces between Graphene Flakes, Support Substrates, and Biomolecules in Aqueous Environment (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Yamazaki, T. Ogino
  • 学会等名: 3rd International Symposium onGraphene Devices
  • 発表場所: Saint-Aubin, (フランス)
  • 年月日: 2012-11-08
• [学会発表] Effects of an interfacial water layer on protein adsorption to graphene sheets on solid substrates (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenji Yamazaki and Toshio Ogino
  • 学会等名: AVS 59th Int. Symp. & Exhibition
  • 発表場所: Tampa, Florida (米 国)
  • 年月日: 2012-10-08
• [学会発表] Effects of Interfacial Water on Raman Spectra of Graphene Films Deposited on the Substrates under Various Relative Humidities (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinya Kajigaya, Hiroki Komurasaki, Takahiro Tsukamoto and Toshio Ogino
  • 学会等名: The 10th Japan-Russia Seminar on Semiconductor Surfaces
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2012-09-25
• [学会発表] Effects of InterfacialWater on Raman Spectra of Graphene Films Deposited on the Substrates under Various Relative Humidities (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Takami, Ryosuke Seino, andToshio Ogino
  • 学会等名: The 10th Japan-Russia Seminar on Semiconductor Surfaces
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2012-09-25
• [学会発表] ポリマーを炭素源とするCu基板上でのグラフェン成長 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高見俊志, 加瀬貴之, 齊藤昂介, 荻野俊郎
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛
  • 年月日: 2012-09-14
• [学会発表] CVD法によるサファイア(11-20)面へのグラフェン成長 (2012)
  • 著者名/発表者名: 齊藤昂介, 飯田祐介, 山崎憲慈, 荻野俊郎
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛
  • 年月日: 2012-09-14
• [学会発表] 銀微粒子を用いた架橋グラフェンへの細孔形成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 増山大祐, 飯田祐介, 戸邊翼, 荻野俊郎
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛
  • 年月日: 2012-09-14
• [学会発表] コロイドプローブによる溶液中でのグラフェン表面の相互作用力測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山崎憲慈,荻野俊郎
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛
  • 年月日: 2012-09-13
• [学会発表] 単結晶酸化チタン表面におけるチタン認識フェリチンの吸着特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 上原知之,吉原万莉,大矢剛嗣,山下一郎,荻野俊郎
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛
  • 年月日: 2012-09-13
• [学会発表] グラフェン支持基板表面におけるフェリチン配置制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 飯田祐介,山崎憲慈,荻野俊郎
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] ポーラスアルミナ基板によるグラフェンへの周期的歪みの導入 (2012)
  • 著者名/発表者名: 加瀬貴之,高見俊志,荻野俊郎
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] Structural control of single-crystalline metal oxide surfaces toward bioallications (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Ogino
  • 学会等名: 3rd Int. Workshop on Nanostructures&Nanoelectronics
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2012-03-22
• [学会発表] 単結晶固体基板上におけるペプチド吸着特性の観察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 上原知之, 羽中田祥司, 山崎憲慈, 吉原万莉, 荻野俊郎
  • 学会等名: 応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] 固体表面上に貼り付けたグラフェンによる脂質二重膜の展開制 (2012)
  • 著者名/発表者名: 國井俊佑, 荻野俊郎
  • 学会等名: 御応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] 固体表面に吸着したタンパク質の脱離評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 神谷康敬,山崎憲慈,和田朋也,荻野俊郎
  • 学会等名: 応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] 自己組織化単分子膜の形成による金属酸化物表面における相分離の検証 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉原万莉,荻野俊郎
  • 学会等名: 応用物理学関係連合講演会応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] グラフェン表面へのタンパク質分子吸着における支持基板表面の影響(2) (2012)
  • 著者名/発表者名: 山崎憲慈,塚本貴広,小紫大希,荻野俊郎
  • 学会等名: 応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] Observation of adsorption characteristics of peptides to single-crystalline solid surface (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Uehara, S. Hachuda, K. Yamazaki, M.Yoshihara, T. Ogino
  • 学会等名: 21st Academic Symp. on MRS-Japan. International Session
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 2011-12-20
• [学会発表] Phase separation in ternary-system membranes formed by self-spreading method (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Toyoki, T. Isono, and T. Ogino
  • 学会等名: Int. Symp. on Surf. Sci.
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] Characterization of the phase-separated sapphire substrate in liquid by AFM force measurement (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Wada, K. Yamazaki, and T. Ogino
  • 学会等名: Int. Symp. on Surf. Sci
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] Raman spectroscopy study of graphene sheets on porous alumina membranes (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kase, T. Tsukamoto, and T. Ogino
  • 学会等名: Int. Symp. on Surf. Sci. Int. Symp. on Surf. Sci.
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] Graphene growth on sapphire surfaces (2011)
  • 著者名/発表者名: K Saito, T. Tsukamoto, and T. Ogino
  • 学会等名: Int. Symp. on Surf. Sci.
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] Investigation graphene/substrate interface with Raman spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Tsukamoto, H. Komurasaki, K. Yamazaki, and T. Ogino
  • 学会等名: Int. Symp. on Surf. Sci.
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] Fabrication of comb-shaped nanostructures on sapphire (1-102) surfaces by the scratch process (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Taguchi, H. Komurasaki, and T. Ogino
  • 学会等名: Int. Symp. on Surf. Sci.
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] Atomic processes in self-assembly of chemical nanodomainson TiO2(100) (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshihara, T. Isono, H. Komurasaki, and T. Ogino
  • 学会等名: Int. Symp. on Surf. Sci
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] Role of Supported Substrates on Protein Adsorption to Graphene Surfaces (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Yamazaki, Y. Iida and T. Ogino
  • 学会等名: Mat. Res. Soc. Fall Meeting
  • 発表場所: Boston(米国)
  • 年月日: 2011-11-28
• [学会発表] Effects of the Atomic Structure of a Substrate on Raman Spectra in Graphene (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Tsukamoto, Y. Iida and T. Ogino
  • 学会等名: Mat. Res. Soc. Fall Meeting
  • 発表場所: Boston(米国)
  • 年月日: 2011-11-28
• [図書] Contributions and Premises (Chapter 3), Wiley-Blackwell (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Matsuda, A. Goto, T. Ogino, Y. Tanaka
  • 総ページ数: 19
  • 出版者: Nanotechnology and Public Health
• [図書] グラフェンが拓く材料の新領 域 -物性・作製法から実用化まで- (2012)
  • 著者名/発表者名: 荻野俊郎
  • 総ページ数: 12
  • 出版者: 株式会社エヌ・ティー・エス
• [図書] Physics andApplication of Graphene (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ogino and T. Tsukamoto
  • 総ページ数: 18
  • 出版者: Intech
• [備考] Ogino Laboratory
  • URL: http://oginolab.ynu.ac.jp/index.html
• [産業財産権] グラフェンリボンを備える単結晶絶縁性基板の製造方法及びグラフェンリボンを 備える単結晶絶縁性基板 (2011)
  • 発明者名: 荻野俊郎,塚本貴広,飯田祐介, 小山浩司
  • 権利者名: 荻野俊郎,塚本貴広,飯田祐介, 小山浩司
  • 産業財産権番号: 特許 2011-174978
  • 出願年月日: 2011-08-10