2017 Fiscal Year Annual Research Report
単一分子の物性とデバイス特性のギャップを埋める時空間オペランドX線分光の開拓
Publicly Offered Research
| Project Area | Molecular Architectonics: Orchestration of Single Molecules for Novel Function |
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| Project/Area Number |
16H00953
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
吹留 博一 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (10342841)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | オペランド / 時空間 / X線分光 / グラフェン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、時空間オペランドX線分光の更なる高度化、および、それをもちいたグラフェンFETの界面制御による高性能化のメカニズム解明の研究を行った。時空間オペランドX線分光の更なる高度化として、硬X線を用いた時空間オペランドX線分光の開拓に取り組んだ。この硬X線を用いた理由は、通常の（軟）X線に比して、より深い領域（～20 nm）まで調べることが出来る、すなわち、埋もれ界面が可能になると考えたからである。実際に、実験を行った結果、水平分光能100 nmで深さ方向：20 nmまでの領域を原子一層レベルの高い分解能を有し、かつ、100 nsオーダーの時間分解能でデバイスの界面電子状態を調べることに世界に先駆けて成功した。これにより、高周波電圧印加に対する電子状態の時空間変化が解明され、IoTのキーデバイスとなっているGaN-HEMTの更なる高性能化に貢献した。さらに、以上のようなX線分光を用いて、グラフェン・トランジスタの高性能化を試みた。グラフェン・トランジスタの最大の欠点は、バンドギャップが０であるため、ドレイン電流が飽和しないという点だった。このドレイン電流が飽和しないという欠点を克服するために、Dual-gate構造を採用し、ドレイン電流の飽和を達成した。さらには、マイクロ波を用いたグラフェンー基板の界面化学構造の制御に関する研究を行った。その結果、グラフェンのデバイス特性を劣化させるBuffer層を、グラフェンにダメージを与えることなく、除去することに成功した。これにより、グラフェン中でのキャリア移動度の向上に成功した。この界面構造制御に関しては、東北大学の米田教授と東京大学の長谷川教授と共同で研究を行った。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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