2013 Fiscal Year Annual Research Report
新規ナノカーボン材料の表面／界面修飾による特性制御とデバイス応用
| Project Area | Molecular Architectonics: Orchestration of Single Molecules for Novel Function |
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| Project/Area Number |
25110007
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
松本 和彦 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (80344232)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前橋 兼三 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (40229323)
井上 恒一 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50159977)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | グラフェン / 直接成長 / 電界効果トランジスタ / 両極特性 |
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| Research Abstract |
本研究においては、従来不可能であった絶縁基板上に直接グラフェンを成長する技術を開発して実現し、本研究領域の「分子アーキテクト」の土台となるグラフェンの実用化技術を提供することを目的とする。
Si酸化膜を堆積したSi基板上に、炭素源となるアモルファスカーボン（a-C）と、触媒及び電極となるNiを蒸着する。この試料を真空下に置きレーザを照射することで、a-CはNiの触媒作用を受けグラフェンが形成される。また、レーザを走査することでグラフェンが連続的に合成され、チャネルの形成が可能となり、グラフェンの合成と同時にデバイスを作製することができる。レーザアニール前後でスペクトルに大きな変化が見られ、アニール後ではグラフェン由来であるG band 及びG’ bandが得られた。一方、レーザ走査により作製されたデバイス（グラフェン電界効果トランジスタ;FET）では、両極性特性が確認された。
以上からグラフェンの合成を特徴付ける結果が得られ、さらにはFETとして動作させることに成功した。したがって、本研究では、新たなグラフェン合成手法およびデバイス作製手法として、既存の手法には無い優れた特徴を持つ手法の開発に成功し、今後その素子を利用した応用に対して有効であると考えられる。
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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
グラフェンをシリコン基板上に直接成長することに成功したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
レーザ加熱法によりグラフェンをシリコン基板上に直接成長することに成長したが、銅を触媒として形成したグラフェンに比べると結晶性を向上する必要がある。各膜の膜厚、レーザの強度等を変化させることにより、高品質グラフェンの作製を目指す。また、カーボンナノチューブをチャネルとして用いたカーボンナノチューブ素子を作製し、有限雑音強度下で生態系に代表される確率共鳴現象を振る舞うか観測することを目指す。さらに、カーボンナノチューブチャネル上に高機能分子を吸着させ、高機能電子デバイスを開発する。
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