高速性と低消費電力性を両立するフッ化グラフェンデバイスの創製

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24656202
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 波多野 睦子 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (00417007)
• 研究分担者: 岩崎 孝之 東京工業大学, 大学院理工学研究科, 助教 (80454031)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: グラフェン / 低消費電力デバイス / 化学修飾グラフェン

研究概要

高速性と低消費電力性を両立するグラフェンをベースとしたデバイスの実現を目的とし、新規な2次元カーボン膜であるフッ化グラフェンの作製プロセスを構築し、その特異なキャリア輸送機構の解明と電界での制御性を検証した。キャリアの輸送は2次元の可変領域ホッピングで説明でき、電気抵抗はグラフェンと比較すると最大2桁以上増大し、ゲート電圧により局在（絶縁体的）-非局在（金属的）転移が起こることがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Asymmetric transport property of fluorinated grapheme (2013)
  • 著者名/発表者名: Kosuke Tahara, Taka uki Iwasaki, Satoko Furuyama, Akih ro Matsutani, Mutsuko Hatano
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 103 ページ: 143106-1, 4
  • DOI: 10.1063/1.4823798
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorination of Graphene by Reactive Ion Etching System Using Ar/F2 Plasma (2013)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Matsutani, Kosuke Tahara, Takayuki Iwasaki, Mutsuko Hatano
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 52 ページ: 06GD11-1, 3
  • DOI: 10.7567/JJAP.52.06GD11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of radical Mutsuko Hatano fluorination on mono- and bi-layer graphene in Ar/F2 plasma (2012)
  • 著者名/発表者名: Kosuke Tahara, Takayuki Iwasaki, Akihiro Matsutani
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 101 ページ: 163105
  • DOI: 10.1063/1.4760268
  • 査読あり
• [学会発表] 横型フッ化グラフェン‐グラフェンヘテロ構造の作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 成木航, 田原康佐, 岩崎孝之, 古山聡子, 松谷晃宏, 波多野睦子
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学相模原キャンパス(神奈川県)
  • 年月日: 20140317-20
• [学会発表] フッ化グラフェンの磁気抵抗効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田原康佐, 岩崎孝之, 松谷晃宏, 山口智弘, 石橋幸治, 波多野睦子
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス(京都府)
  • 年月日: 20130916-20
• [学会発表] Low Temperature Transport Properties of Fluorinated Graphene FET Controlled by Ionic Liquid Gating (2013)
  • 著者名/発表者名: Satoko Furuyama, Kosuke Tahara, Takayuki Iwasaki, Akihiro Matsutani, Mutsuko Hatano
  • 学会等名: 2013 JSAP-MRS Joint Symposia
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス(京都府)
  • 年月日: 20130916-20
• [学会発表] Asymmetric transport properties in fluorinated grapheme (2013)
  • 著者名/発表者名: Kosuke Tahara, Takayuki Iwasaki, Satoko Furuyama, Akihiro Matsutani, Mutsuko Hatano
  • 学会等名: 2013 JSAP-MRS Joint Symposia
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス(京都府)
  • 年月日: 20130916-20
• [学会発表] Magnetotransport properties of fluorinated grapheme (2013)
  • 著者名/発表者名: Kosuke Tahara, Takayuki Iwasaki, Akihiro Matsutani, Tomohiro Yamaguchi, Koji Ishibashi, Mutsuko Hatano
  • 学会等名: RPGR2013
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス(東京都)
  • 年月日: 20130909-13
• [学会発表] Monolayer diamond FETs consist of fluorinated graphene channel (2013)
  • 著者名/発表者名: Mutsuko Hatano
  • 学会等名: International Conference on Semiconductor technology for ultra large scale integrated circuits and thin film transistors
  • 発表場所: Villard-de-Lans(フランス(グルノーブル)
  • 年月日: 20130707-12
  • 招待講演
• [学会発表] Crystal and Twisted Graphene Layers on Metal Films (2013)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Iwasaki
  • 学会等名: Collaborative Conference on Materials Research
  • 発表場所: Ramanda Plaza (韓国)
  • 年月日: 20130624-28
  • 招待講演
• [学会発表] Characteristics of Fluorinated Graphene Field Effect Transistors (2013)
  • 著者名/発表者名: Kosuke Tahara, Takayuki Iwasaki, Satoko Furuyama, Akihiro Matsutani, Mutsuko Hatano
  • 学会等名: Compound Semiconductor Week 2013
  • 発表場所: Kobe Convention Center(兵庫県)
  • 年月日: 20130519-23
• [学会発表] フッ化グラフェンFETの温度特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田原康佐, 岩崎孝之, 古山聡子, 松谷晃宏, 波多野睦子
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学(神奈川県)
  • 年月日: 20130327-30
• [学会発表] イオン液体ゲートを用いたフッ化グラフェン電界効果トランジスタ (2013)
  • 著者名/発表者名: 古山聡子, 田原康佐, 岩崎孝之, 松谷晃宏, 波多野睦子
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学(神奈川県)
  • 年月日: 20130327-30
• [学会発表] Fluorinated Graphene FETs Controlled by Ionic Liquids Gate (2013)
  • 著者名/発表者名: Satoko Furuyama, Kosuke Tahara, Takayuki Iwasaki, Akihiro Matsutani, Mutsuko Hatano
  • 学会等名: The 9th International Thin-Film Transistor Conference
  • 発表場所: 東京大学(東京都)
  • 年月日: 20130327-30
• [学会発表] Carrier Transport Properties of Fluorinated Graphene (2013)
  • 著者名/発表者名: Kosuke Tahara, Takayuki Iwasaki, Satoko Furuyama, Akihiro Matsutani, Mutsuko Hatano
  • 学会等名: IEEE EDS WIMNACT-37, Future Trend of Nanodevices and Photonic
  • 発表場所: 東京工業大学(東京都)
  • 年月日: 2013-02-18
• [学会発表] Fluorination of Mono- and Bi-layer Graphene by Ar/F2 Plasma (2012)
  • 著者名/発表者名: Kosuke Tahara, Takayuki Iwasaki, Akihiro Matsutani, Satoko Furuyama, Yasuhide Ohno, Kazuhiko Matsumoto, Mutsuko Hatano
  • 学会等名: 2012 MRS Fall Meeting
  • 発表場所: Hynes Convention Center(アメリカ)
  • 年月日: 20121125-30
• [学会発表] Fluorination Process of Graphene using Ar/F2 Plasma (2012)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Matsutani, Kosuke Tahara, Takayuki Iwasaki, Mutsuko Hatano
  • 学会等名: MNC 2012, 25th International Microprocesses and Nanotechnology Conference
  • 発表場所: 神戸メリケンパークオリエンタルホテル(兵庫県)
  • 年月日: 20121030-1102
• [学会発表] フッ化グラフェンのキャリア輸送特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田原康佐, 岩崎孝之, 松谷晃宏, 古山聡子, 大野恭秀, 松本和彦, 波多野睦子
  • 学会等名: 第73回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 松山大学(愛媛県)
  • 年月日: 20120911-14