原子ステップ・デコレーションを用いた自己組織化によるグラフェン・ナノワイヤの作製

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26420692
• 研究機関: 神奈川県産業技術センター
• 研究代表者: 金子 智 神奈川県産業技術センター, 電子技術部, 主任研究員 (40426359)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: グラフェン / 直接成膜 / 絶縁基板 / 二酸化炭素

研究実績の概要

シリコンの100倍の移動度や鉄鋼の200倍の強度を示すグラフェンは様々な応用が期待され、理論から実用に移る時期であるが、製膜温度が1000°Cを超える・触媒が必要であるなど、その作製方法が確立されていない。本研究では、製膜中に敢えて酸素を導して、アモルファスカー ボンの酸化分解により、余剰炭素が除去された高品質な炭素系薄膜を生成することを試みた。しかし、酸素では酸化作用が強く成膜速度が極端に落ちることが分かった。そこで、二酸化炭素雰囲気での成膜を試みたところ、グラフェン膜の絶縁基板上への直接成膜が可能ちなった。この手法は触媒を必要としないため、従来のように金属触媒からのグラフェン膜の転写が不要となる。本手法では一般的には安定と思われる二酸化炭素が成膜中の真空では酸化剤として作用している。本手法については企業と特許の共同出願を行なった。

備考

日刊工業新聞１面カラー紹介 2017年5月15日

研究成果

• [雑誌論文] Layer-by-Layer Growth of Graphene on Insulator in CO2‐Oxidizing Environment (2017)
  • 著者名/発表者名: 金子智、伊藤健、加藤千尋、田中聡美、安原重雄、松田晃史、吉本護
  • 雑誌名: ACS Omega 巻: 2 ページ: 1523-1528
  • DOI: 10.1021/acsomega.7b00140
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Graphetic Growth on Pencil Drawn Paper Irradiated by Femtosecond Laser (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoru Kaneko, Kazuo Satoh, Yu Motoizumi, Yoshitada Shimizu, Takeshi Rachi, Chihiro Kato, Satomi Tanaka, Manabu Yasui, Shalima Shawuti, Musa M. Can, Akifumi Matsuda, Mamoru Yoshimoto, Tamio Endo
  • 雑誌名: Nanoscience and Nanotechnology Letters 巻: 8 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1166/nnl.2016.2219
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] Multi-graphene formation on 10B lead pencil drawn paper by femtosecond laser annealing (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoru Kankeo, Kazuo Satoh, Yu Motoizumi, Takeshi Rachi, Chihiro Kato, Satomi Tanaka, Shalima Shawuti, Musa M. Can, Akifumi Matsuda, Mamoru Yoshimoto, Tamio Endo
  • 学会等名: International Conference on Technologically Advanced Materials and Asian Meeting on Ferroelectricity
  • 発表場所: インド
  • 年月日: 2016-11-07 – 2016-11-11
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Multi-graphene formation on 10B lead pencil drawn paper by femtosecond laser annealing (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoru Kaneko, Kazuo Satoh, Yu Motoizumi, Mitsuhiro Saito, Yoshitada Shimizu, Takeshi Rachi, Chihiro Kato, Satomi Tanaka, Manabu Yasui, Shalima Shawuti, Can Musa, Akifumi Matsuda, Mamoru Yoshimoto, Tamio Endo
  • 学会等名: International Conference on Advances in Nanomaterials and Nanotechnology
  • 発表場所: インド
  • 年月日: 2016-11-04 – 2016-11-05
  • 招待講演
• [学会発表] Graphitic Carbon Growth on 10B Lead pencil Drawn White Paper (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoru Kaneko, Kazuo Satoh, Yu Motoizumi, Mitsuhiro Saito, Yoshitada Shimizu, Takeshi Rachi, Chihiro Kato, Satomi Tanaka, Manabu Yasui, Shalima Shawuti, Can Musa, Akifumi Matsuda, Mamoru Yoshimoto, Tamio Endo
  • 学会等名: The 25th International Conference on Composite/Nano Engineering
  • 発表場所: 中国 ハイナン ヤンタイ ホテル
  • 年月日: 2016-07-17 – 2016-07-23
  • 招待講演
• [学会発表] Multi Graphene on 10B Pencil Drawing Print Paper Irradiated by Femtosecond Laser (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoru Kankeo, Kazuo Satoh, Yu Motoizumi, Takeshi Rachi, Chihiro Kato, Satomi Tanaka, Shalima Shawuti, Musa M. Can, Akifumi Matsuda, Mamoru Yoshimoto, Tamio Endo
  • 学会等名: Energy Materials Nanotechnology
  • 発表場所: クロアチア
  • 年月日: 2016-05-04 – 2016-05-07
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] アメリカ化学会のオープンアクセス論文誌(ACS Omega)に研究成果が掲載されました
  • URL: https://www.kanagawa-iri.jp/collaboration/info_gather/post1492734765/
• [備考] 神奈川産技研など、触媒なしで基板上に直接成長－グラフェン合成開発 (日刊工業新聞)
  • URL: https://www.nikkan.co.jp/articles/view/00428017
• [産業財産権] グラフェンの作製方法及びそれによって作成されたグラフェン膜 (2016)
  • 発明者名: 金子智、加藤千尋、田中聡美、安原重雄
  • 権利者名: 金子智、加藤千尋、田中聡美、安原重雄
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2016-160322
  • 出願年月日: 2016-08-18