第 59 回応用物理学関係連合講演会早稲田大学 2012 年 3 月 15~18 日 Kei-ichi (M2) (1) グラフェンを電極とした n 型 FET の溶液塗布法による作製と評価菅沼洸一斉木幸一朗後藤拓也上野啓司グラフェンを電極に用いるアイディアは我々も試したことはあるが転写法

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せとかつちかね
5 years ago
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1 春季 59 応物レポート飯島祐樹 2012 年春季第 59 回応用物理学関係連合講演会 2012 年 3 月 15( 木 )~18 日 ( 日 ) 於早稲田大学早稲田キャンパス早稲田中高等学校興風館 Yuki (D2) 1. 15a-A3-11 塗布を用いたグラファイト薄膜の作製 3 加藤幹大大兼俊貴小林達也原子進小室修二趙新為 ( 東京大学東洋大学 ) 簡単かつ低コストでのグラフェン作製を目指し有機物を塗布した基板の熱処理によってグラファイト薄膜作製を試みた研究具体的には Ni 蒸着した SiO2/Si 基板にオレンジⅡをディップコート法により塗布し真空中で加熱しているまたラマン分光測定による D,G,G -バンドからアモルファスカーボンの存在を確かめているまだまだグラフェンができたとは言えない結果ではあるがディップコート法を用いた基板上への有機物塗布という簡便な手法に興味を持った 2. 15a-B3-10 有機平面分子によるグラフェンナノリボン電子状態制御田中啓文有馬良田中大輔小川琢治 ( 大阪大学 ) タイトルの通りグラフェンナノリボンのバンドギャップ制御を目指し幅を細くするのでも電界を加えるのでもなく様々な有機分子を吸着させている強アクセプターであるナフタレンジイミドを吸着させた場合のみバンドギャップの変化が見られまたその値が吸着量に比例して変わること吸着量を増やしてもある値に収束することを示している電気伝導度測定に用いていた点接触イメージング AFM と分子吸着によるバンドギャップ制御に興味を持った 3. 17p-A3-19 SiC 表面分解法による数層グラフェンの面内構造解析黒木淳乗松航楠美智子 ( 名古屋大学 JFCC) SiC 表面分解法により作製した数層グラフェンの面内構造に関して Si 面および C 面上グラフェンの両者について得られた TEM 像の FFT パターンから積層構造を評価している Si 面では全ての層が単一の方位で積層しているのに対し C 面では 2 種類の方位が存在しているグラフェンの転写方法が Si 面と C 面で異なりまた TEM 観察に用いているグラフェンの層数まで同定できていない点が弱いがフーリエ変換パターンを利用した像からの物理的意味を持つ情報抽出に興味を持った

2 第 59 回応用物理学関係連合講演会早稲田大学 2012 年 3 月 15~18 日 Kei-ichi (M2) (1) グラフェンを電極とした n 型 FET の溶液塗布法による作製と評価菅沼洸一斉木幸一朗後藤拓也上野啓司グラフェンを電極に用いるアイディアは我々も試したことはあるが転写法による問題により作製が困難であったそこで彼らは化学的剥離法で作製したグラフェンを溶液塗布することでその電極を作製することに成功したサンプルに ZnO を用いた平均伝達特性を出していたがまだその特性にバラつきが見られた ZnO による特性のバラつきが原因なのかグラフェンフレークの大きさのバラつきによる接触抵抗が原因なのか 2 つの原因が考えられるのが問題点ではあるが今後の発展が非常に興味深い報告であった (2) ドメイン構造の異なる CVD グラフェン成長とその特性小川友以胡宝山 Carlo Orofeo 辻正治池田賢一水野清義日比野浩樹吾郷浩樹前回の応用物理学会で講演奨励賞を受賞した小川さん (FNTG においても若手奨励賞受賞 ) の記念講演であった MgO の (111) 面に蒸着した Cu の場合グラフェンのドメイン構造が 1 つである一方 MgO の (100) 面に蒸着した Cu の場合そのドメイン構造が 2 つあることを発見した内容である今回はそれぞれの FET を作製しその伝達特性を議論した内容も含まれていた本来であれば前者のグラフェンを用いて作製した FET の特性の方が後者の特性よりも上回ると考えられえるが実際はほぼ同じ特性であったこれはグラフェン自体の特性というよりも転写の際に生じるしわによる抵抗の増加が起因していると考えられる (3) ホワイトグラフェン(h-BN- 極薄膜 ) の CVD 成長の基板依存性鈴木哲日比野浩樹我々と同様に h-bn の CVD 合成を行っている NTT 物性研の発表であった一般的に炭素の溶解度が高いと言われている Ni や Fe においても B と N の溶解度は低いと言われているそこで最適な基板を探索した結果を報告していたその結果やはり Cu が最適だということが分かり h-bn の成長の場合もグラフェンと同様の成長機構が示唆される h-bn のクオリティはラマンの半値幅から考えると良いものが合成されていた XPS の結果も記載されいたため我々の h-bn においても XPS を測定するために共同実験を行う必要性を感じた

3 Sasaki(M1) シリコン酸化膜上へのグラフェン直接合成と成長機構東北大院工加藤俊顕畠山力三プラズマの出力を調整することで蒸着した Ni と Si 基板の界面にグラフェンが生成することを発見した Ni をパターニングしておくことで容易にグラフェンの形を制御できるのが大きな利点であるメカニズムは Ni 内部に炭素源が浸透しある一定の距離で拡散が始まる拡散の始まる場所が丁度 Ni と Si 基板の界面であった場合その界面にグラフェンが生成するらしい反応条件は Ni 55 nm 反応温度 900 反応時間 ~1 min H2:CH4=9:1 供給圧力 250Pa この反応は篠原研で簡単に試すことができるためいつかやってみようと思っていたが実験条件やメカニズムなどを本人から聞くことができたのが良かったと思う乱層構造グラフェン電界効果トランジスタのキャリア輸送特性阪大院工応物 1 阪大産研 2 根岸良太 1 大野恭秀 2 前橋兼三 2 松本和彦 2 小林慶裕 1 多層グラフェンとグラフェンの電子物性の違いはディラックポイントの有無によるものが大きいしかしグラフェンの乱層構造では通常の多層と違いグラフェン層間の相互作用が著しく弱まるそのため乱層グラフェンはディラックポイントを持ちその電子物性は多層よりもむしろ単層グラフェンのものに類似するものであることが分かった乱層構造の存在自体今回の講演で初めて知ったがデバイス応用に関してこのようなアプローチもあるのだということを学んだ水素プラズマが誘起するシリコン (110) 面への水素吸着における基板温度の効果長崎大院生産科学 1, 長崎大院工 2 原幸治郎 1 高見佳生 2 高木雄也 2 篠原正典 2 松田良信 2 藤山寛 2 Si 基板の水素エッチングメカニズムを理論計算によって検証した反応温度によってどのような脱離反応逆反応が支配的になるかを考察しておりエッチング効果が極大になる温度が存在することを示している高温では隣り合う Si-H2 から H2 が脱離する逆反応が支配的だが低温では Si-H2 が隣に H を受け渡すことで Si-H に戻る反応が支配的になる自分はグラフェンの水素エッチングでも同様のことが起こっていると考えており論文から極大が 800 であることが分かっている 1000 程度になるとグラフェンの中央付近では H2 脱離が進行し端の部分が選択的にエッチングされ 600 程度ではどこも同じような確率でエッチングが起きることがなんとなく説明できる直接関係のある内容ではないが理解が深まったと思う

4 応用物理学会レポート M1 Miho 16p-A3-4 酸化グラフェンを原料とする第面積グラフェンの作製田中弘成 1 小幡誠司 2 斉木幸一朗 1,2( 東大院理 1 東大院新領域 2) グラフェン合成の炭素源としてメタンなどの気体ではなく酸化グラファイト (GO) を用いてグラフェン合成を行った実験である合成手法はまず GO をシリコン基板上に塗布しニッケルを蒸着した後真空中で加熱することでグラフェンを合成するこの加熱により GO がある程度分解され炭素がニッケルに溶け込みグラフェンが合成するという機構で説明していた他のポリマーを炭素源として用いた場合はグラフェンは合成されないため炭素源が GO であることが重要であるグラフェンの新規合成法として非常に面白いと思った品質の良いグラフェンを得るのはまだまだ難しそうであった 15a-A3-27 窒素ドープ単層カーボンナノチューブの作製と光学的評価大下賢一 1, 平田史彦 1, 鴨井督 1, 蓮池紀幸 1, 木曽田賢治 2, 播磨弘 1( 京工繊大 1, 和大教育 2) 窒素ドープカーボンナノチューブ (N-doped CNT) の合成および光学的評価を行った研究である N-doped CNT の合成は CVD 法によって行い炭素源としてエタノール窒素源としてピラジン (C4H4N2) を用いているエタノールに加えるピラジンの量を制御することによって窒素ドープ量を制御するピラジン濃度 0 wt% および 2.0 wt% で合成した CNT の PL マッピングを測定することによりドープを評価したピラジン 2.0 wt% では (7,5) に比べ (7,6) のピーク強度が減尐しており (7,6) に優先的に窒素ドープが行われたと解釈しているしかしなぜカイラリティによってドープ量が異なるのか議論しておらず本当に窒素ドープがされているのか疑問が残る 17p-A3-1 (11,10) 単層カーボンナノチューブの単一カイラリティ精製河合将利 1, 鈴木拓也 1, 五十嵐透 1, 竹延大志 2, 岡崎俊也 3, 片浦弘道 3, 真庭豊 1,4, 柳和宏 1( 首都大学東京 1, 早稲田大学 2, 産総研 3,JST-CREST4) 直径の細い CNT の単一カイラリティ分離は密度勾配遠心法 (DGU) やポリマーラッピングを用いた分離法によって達成されているが直径 1.4 nm 程度の CNT( フラーレンなどを内包可能なサイズ ) に関してはまだ報告がされていない彼らは二段階の DGU によって (11,10) の分離を行った密度勾配剤としてまず iodixanol を用いて半金分離しその後塩化セシウムを用いて DGU を行うと (11,10) が分離される塩化セシウムを用いる利点は遠心後も密度勾配が比較的緩やかであることであるこれにより尐しの密度差しかない SWCNT も分離可能となる C60@(11,10) の単離も同様に行ったが内包率が数パー

5 セントと非常に低かったこれは分離プロセスでフラーレンが SWCNT から出て行ってしまったことによる

QOBU1011_40.pdf

QOBU1011_40.pdf 印字データ名ＱＯＢＵ1 0 1 1 (1165) コメント研究紹介片山作成日時 07.10.04 19:33 図 2 (a )センサー素子の外観 (b )センサー基板色の濃い部分が Pt 形電極幅 50μm, 間隔 50μm (c ),(d )単層ナノチューブ薄膜の SEM 像 (c )Al O 基板上, (d )Pt 電極との境界熱 CVD 条件触媒金属 Fe(0.5nm)/Al(5nm)