2013 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Science of Atomic Layer Systems |
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| Project/Area Number |
25107004
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
長汐 晃輔 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20373441)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 雅考 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノ材料研究部門, グループ長 (20357776)
上野 啓司 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (40223482)
塚越 一仁 独立行政法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点(MANA), 主任研究者 (50322665)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | 原子層 / 複層化 / トランスポート / 結晶成長 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
原子層膜の複層化技術を確立，結晶性の良い原子層の育成，原子層と金属電極，絶縁膜等との相互作用の理解，そして最終的に，デバイス応用を目指すという流れで研究を進めている．本年度の実績として，(i)原子層の複層化技術及び(ii)結晶成長の結果を主に述べる．
(i)複層化デバイスの特性向上には、清浄界面形成が必須であり、複層化に用いるポリマー材料を溶融しない乾式プロセスの確立が重要である。2次元材料・基板材料は無機系であり、貼り合わせに使用する透明ポリマーは有機系であり、熱膨張率は2桁近く異なる。この特徴を利用し、高温に加熱し密着性を向上させた後、0度付近にまで冷却剥離することで、ポリマーを溶かすことなく乾式転写が可能であることを見出した．
(ii)遷移金属ダイカルコゲナイド（TMDC）のバルク単結晶を化学蒸気輸送法（CVT）により作製し、ホール効果測定、ラマン分光測定などを行うと共に、機械的剥離法によって単層～数層の薄片をSi/熱酸化SiO2ゲート基板上に転写し、FETの形成と動作特性測定を試みた。特筆すべき結果は、既報の遷移金属ダイカルコゲナイドでは、通常n型もしくはp型動作のみを示すことが多いが、合成時のハロゲンの制御によりWSe2においてn型及びp型動作を制御することに成功した。また、領域内共同研究により、両極動作するMoTe2のFETを2個組み合わせたCMOS論理回路素子の形成にも成功している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
複層化技術，結晶成長，複層化界面物性の理解と順調に理解が進んでいる．現在の結果を基にさらに展開していきたい．
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| Strategy for Future Research Activity |
原子層科学の応用班では，応用展開の方向性は個々の研究者で異なるが，原子層と様々の物質との複層化した際の界面に関しては，全ての応用展開に必要であることから，共通の問題意識をもち相互に議論が活発に行えている．この議論をもとに，さらに異なる観点での共同研究として発展させたい．
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[Journal Article] Hofstadter’s butterfly and the fractal quantum Hall effect in moire superlattices2013
Author(s)
C. R. Dean, L. Wang, P. Maher, C. Forsythe, F. Ghahari, Y. Gao, J. Katoch, M. Ishigami, P. Moon, M. Koshino, T. Taniguchi, K. Watanabe, K. L. Shepard, J. Hone, and P. Kim,
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Journal Title
Nature
Volume: 497
Pages: 598–602
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] High-Quality Graphene Synthesis by Plasma Technique2013
Author(s)
M. Hasegawa, T. Yamada, M. Ishihara, Y. Okigawa, R. Kato, K. Tsugawa, N. Shimada, M. Horibe, M. Murakami, A. Tatami, M. Tachibana, S. Take, K. Miyazono
Organizer
2013 International Graphene Conference
Place of Presentation
Hsinchu, Taiwan
Year and Date
2013-11-05
Invited
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