研究課題
次世代の高性能半導体デバイスを実現するためには、シリコン（Si）を超える電子物性を持つ半導体基板の導入が不可欠である。しかし、これらの次世代半導体基板に対する表面平坦化技術は稚拙である。本研究では、金属元素を全く含まない、グラフェンをベースとしたカーボン（C）系の非金属酸素還元触媒を開発し、これを用いた触媒工具を世界に先駆けて開発する。そして、次世代半導体表面に適用でき、金属除去のための高濃度薬液による後洗浄をも必要としない超精密な平坦加法を創出することを目指して研究を進めた。最終年度にはまず、前年度に開発したアンモニアを含むガス中でのアニールにより窒素（N）原子を数％の濃度でドーピングしたNドープグラフェンの触媒活性を電気化学測定により明らかにした。具体的には、サイクリックボルタンメトリー法やリニアスウィープ法を用いて、Nドープグラフェンの触媒活性を他の材料（貴金属、グラッシーカーボン、通常のグラフェン）と比較した。その結果、作製したNドープグラフェンの活性は貴金属には及ばないものの、他の材料よりは優れていることを見出し、Nドーピングの有効性を確認した。また、走査型プローブ顕微鏡を用いた水中でのその場観察技術を適用し、単一のグラフェンフレークが水中で半導体表面をエッチングする様子を観察することに成功した。これにより、グラフェン触媒の活性を定量的に把握する手法を手に入れた。
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すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)
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