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2014 年度 実績報告書

状態密度の大きく異なるグラフェン・金属界面での電流注入の理解と制御

研究課題

研究課題/領域番号 24686039
研究機関東京大学

研究代表者

長汐 晃輔  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20373441)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードグラフェン / コンタクト / 状態密度 / 化学結合 / 物理吸着
研究実績の概要

これまでの研究結果から、グラフェン/金属コンタクトの抵抗を低減するためにはグラフェンの状態密度を向上させることが重要であるという指針を示してきた。これに基づき昨年度は、金属とグラフェンの化学結合によるグラフェンの電子の分散関係を変調させることで状態密度を向上させることを試み、コンタクト抵抗を低減させることに成功した。しかしながら、さらなる低減には、異なる手法が必要となる。そこで、最終年度は、コンタクト領域をグラファイト化させることを検討した。コンタクトホールをあけた際に、アモルファスカーボンを堆積させ、さらにNi電極を堆積させる。これを700C以上の高温でアニールすることで、アモルファスカーボンをグラファイト化させることで、多層領域を作り状態密度を向上させるという手法である。アモルファスカーボンとNiの割合、アニール温度の条件を変えることで実験を行った。ラマンによる層数判定から高温の方が結晶性の良いグラファイトが成長することが分かった。ただし、薄いNiは、高温アニールによるマイグレーションにより微粒子化してしまうため、そのままコンタクト電極として使用することは出来なかった。再度EBリソにより電極形成後、コンタクト抵抗を計測した結果、250Ohmum程度の低いコンタクト抵抗を得た。ただし、高温アニールのためバックゲートのリークが頻繁に起こることから、反応温度の低減は重要な鍵であるといえる。層数が多くなるとグラファイトは垂直方向の電気伝導性が悪いため逆にコンタクト抵抗が悪くなることが予想されることから、数層の成長が期待できる組成比が重要であるといえる。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 9件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Large Fermi level modulation in graphene transistors with high-pressure O2-annealed Y2O3 topgate insulators2014

    • 著者名/発表者名
      K. Kanayama, K. Nagashio, T. Nishimura, and A. Toriumi
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 104 ページ: 083519

    • DOI

      org/10.1063/1.4867202

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Quantum capacitance measurement of bilayer graphene2014

    • 著者名/発表者名
      K. Nagashio, K. Kanayama, T. Nishimura, and A. Toriumi
    • 雑誌名

      ECS Trans.

      巻: 61 ページ: 75

    • DOI

      10.1149/06103.0075ecst

    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] Carrier response in electric-field-induced bandgap of bilayer graphene2014

    • 著者名/発表者名
      K. Nagashio
    • 学会等名
      45th IEEE Semiconductor Interface Specialists Conference
    • 発表場所
      Bahia Resort Hotel, SaDiego,USA
    • 年月日
      2014-12-05
    • 招待講演
  • [学会発表] グラフェンFETの実現へ向けて –コンダクタンス法によるギャップ内準位解析-2014

    • 著者名/発表者名
      長汐晃輔
    • 学会等名
      第9回ATI合同研究会
    • 発表場所
      東北大学東京分室(東京都千代田区)
    • 年月日
      2014-11-26
    • 招待講演
  • [学会発表] Energy gap formation & gap states analysis in bilayer graphene2014

    • 著者名/発表者名
      K. Nagashio
    • 学会等名
      Indo-Japan program on Graphene and related materials
    • 発表場所
      JNCASR, Bangalore, India
    • 年月日
      2014-11-05
    • 招待講演
  • [学会発表] Energy gap formation and gap states analysis in bilayer graphene under the ultra-high displacement2014

    • 著者名/発表者名
      K. Nagashio
    • 学会等名
      Japan-Korea Joint Symposium on Semiconductor Physics and Technology
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2014-09-17
    • 招待講演
  • [学会発表] semiconducting properties in bilayer graphene under the ultara-high displacement2014

    • 著者名/発表者名
      K. Nagashio
    • 学会等名
      IEEE INEC2014
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2014-07-29
    • 招待講演
  • [学会発表] 2層グラフェンにおけるギャップ内のキャリア応答と高キャリア密度下でのサブバンド散乱2014

    • 著者名/発表者名
      長汐晃輔
    • 学会等名
      日本表面科学会 第82回表面科学研究会
    • 発表場所
      東工大(東京都目黒区)
    • 年月日
      2014-07-25
    • 招待講演
  • [学会発表] 電界印加による2層グラフェンのギャップ形成2014

    • 著者名/発表者名
      長汐晃輔
    • 学会等名
      第78回半導体・集積回路技術シンポジウム
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2014-07-17
    • 招待講演
  • [学会発表] 2層グラフェンの外部電界印加によるギャップ形成とギャップ内準位の評価2014

    • 著者名/発表者名
      長汐晃輔
    • 学会等名
      学振専門委員会
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2014-06-10
    • 招待講演
  • [学会発表] Quantum capacitance measurement of bilayer graphene2014

    • 著者名/発表者名
      K. Nagashio, K. Kanayama, T. Nishimura, and A. Toriumi
    • 学会等名
      225rd ECS meeting
    • 発表場所
      Orlando,USA
    • 年月日
      2014-05-12
    • 招待講演
  • [図書] Frontiers of graphene and carbon nanotubes2015

    • 著者名/発表者名
      K. Nagashio, A. Toriumi
    • 総ページ数
      25
    • 出版者
      Springer
  • [備考] 東京大学マテリアル工学専攻 長汐研究室

    • URL

      http://webpark1753.sakura.ne.jp/nagashio_lab/

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公開日: 2016-06-01  

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