室温・大気中グラフェンナノリボン合成と トランジスタ応用

Slides:



Advertisements
Similar presentations
Silicon On Insulator(SOI) 検出器における エレクトロニクスの放射線耐性の研究 2007 年 3 月 25 日 春季大会 筑波大学 望月 亜衣 他 SOI グループ  SOI デバイスの特徴  照射実験  Transistor TEG chip  放射線の影響  結果.
Advertisements

顕微発光分光法による n 型ドープ量子細線の研 究 秋山研究室 D3 井原 章之 ’ 07 11/20 物性研究所 1次元電子ガスを内包し、 状態密度の発散や 強いクーロン相互作用の 発現が期待される。 しかし試料成長や測定が難しいた め、 バンド端エネルギー領域の 吸収スペクトルに現れる特徴を.
Superconductor corps. Sou Machikawa Hiroki Iwasaki Shooter Yufune 2003/11/22.
π電子自由自在 -C≡C- ポリジアセチレン ナノワイヤー FET素子 結晶工学 ナノ複合体 結晶内反応 イナミン化合物 環状化合物
セラミックス 第10回 6月25日(水)  セラミックスの物性②.
授 業 内 容 8回5/28 学生の材料調査 飯村(鮫島)&TA 9回6/4 有機物体についての解説 飯村
放射線計測エレクトロニクスの信号処理の為の アナログ電子回路の基礎 第四回
導波路放出光解析による量子細線の光吸収測定
単一分子接合の電子輸送特性の実験的検証 東京工業大学 理工学研究科  化学専攻 木口学.
基盤科学への招待 クラスターの不思議 2005年6月3日  横浜市立大学 国際総合科学部  基盤科学コース 野々瀬真司.
セラミックス 第2回目 4月 22日(水)  担当教員:永山 勝久.
分散剤はどのような考えで設計されているか
シリカガラスの熱的性質 II ガラス転移,仮想温度 福井大学工学部 葛生 伸.
第1回応用物理学科セミナー 日時: 5月19日(月) 15:00ー 場所:葛飾キャンパス研究棟8F第2セミナー室 Speaker:鹿野豊氏
SOI 技術を用いた pixel 検出器の開発 (放射線損傷試験)
東北大学工学部・工学研究科 知能デバイス材料学専攻 量子材料学分野
固体電解コンデンサの耐電圧と漏れ電流 -アノード酸化皮膜の表面欠陥とカソード材料の接触界面-
Ag(111)超薄膜上のSilicene エピタキシャル成長過程(実験)Ⅱ
平成14~18年度科学研究費(学術創成研究費) 高度界面制御有機・無機複合構造による 量子物性の発現と応用
微粒子合成化学・講義 村松淳司
光触媒を用いた 効率的発生源対策技術の検討 金沢大学大学院 大気環境工学研究室 M1 吉田充宏.
大気圧パルス放電によるメチレンブルーの脱色
-新しい情報表示・記憶装置の開発に成功-
MBE成長GaAs表面の平坦化とそのAFM観察
電界効果トランジスタの動作原理 トランジスタを用いた回路のバイアス
ATLAS実験 SOI Transistor TEG の測定
電界効果トランジスタの動特性 FET(Field Effective Transistor)とは 電圧制御型の能動素子
電界効果トランジスタの静特性 FET(Field Effective Transistor)とは 電圧制御型の能動素子
電界効果トランジスタの動作原理 トランジスタを用いた回路のバイアス
Niシリサイド電極形成にともなう 欠陥導入過程の考察
アルコールCVDによるミリスケール’単結晶’グラフェン合成
“自己組織化膜とプラズマの反応解析・制御による自己組織化膜への機能付与”
材料プロセス学2 導入.
「プラズマエッチングによるレジストパターン転写実習」
リチウムイオン内包フラーレン修飾体の13C NMR測定
PIC/MCによる窒素RFグロー放電シミュレーション
その場原子レベル顕微同定によるマルチスケール物性制御
新学術領域 「原子層科学」 公募班:A2 物性班 ナノ加圧法を用いた巨大格子歪み導入による面内電子伝導制御とデバイス応用
図 純粋な乾燥N2と5 ppm NO2/乾燥N2を繰り返し供給した際のドレイン電流応答
情報化社会を支える量子ビームと化学 大阪大学産業科学研究所 古澤孝弘 ナノサイエンス・ナノテクノロジー高度学際教育研究訓練プログラム
プラズモン共鳴を用いたC-dot-Ag ナノ粒子-シリカコンポジット 薄膜蛍光増強
研究背景 電荷移行反応とは・・・ 核融合(重水素 + 三重水素→ヘリウム原子核+中性子) ・・・しかし、
第33回応用物理学科セミナー 日時: 5月15日(月) 16:10 – 17:40 場所:葛飾キャンパス研究棟8F第2セミナー室
研究課題名 研究背景・目的 有機エレクトロニクス材料物質の基礎電子物性の理解 2. 理論 3. 計算方法、プログラムの現状
自己集積的手法による 原子膜複合体の形成と評価 法政大学 生命科学部 マイクロ・ナノテクノロジー研究センター 高井 和之
生体親和性発光ナノ粒子の医薬送達担体への応用
超格子原子層材料の展開 東北大WPI 藤田 武志 Tokyo Univ..
直流コロナ放電照射による水中のROS生成
課題研究Q2            2017年度用 「光物性」の研究紹介  京都大学大学院理学研究科  物理学第一教室 光物性研究室 1.
GW space-timeコードの大規模な有機-金属界面への適用に向けた高効率化
A4-2 高強度レーザー テーマ:高強度レーザーと物質との相互作用 橋田昌樹 井上峻介 阪部周二 レーザー物質科学分科
A4-2 高強度レーザー テーマ:高強度レーザーと物質との相互作用 井上峻介 橋田昌樹 阪部周二 レーザー物質科学分科
液中通電法を用いたAu, Pt, Pdナノ粒子の作成
環境表面科学講義 村松淳司 村松淳司.
原子膜積層化により形成した超伝導システム の物性探索
高分子電気絶縁材料の誘電特性計測を用いた劣化診断に関する研究
ディラック電子系分子性導体への静電キャリア注入を目的とした電界効果トランジスタの作製および物性評価
アモルファスSiO2による結晶構造制御と磁気特性(S-13-NI-26)
Bi置換したCaMnO3の結晶構造と熱電特性
3.ワイドギャップ半導体の オーム性電極材料開発
直接通電による抵抗発熱を利用した 金属粉末の半溶融焼結
シェールガス資源量評価を目的としたケロジェンナノ孔隙内のメタン吸着挙動に関する分子動力学シミュレーション
核発生サイトの解明 ⇒ 1 mm 以上の単一ドメイン成長法の確立
それでは,室内向けレーザーレーダ用の「レーザーレーダパネル」について,その動作原理を説明します.
DSPを用いた高電界誘電特性解析システムの開発
横国大理工 ○中津川博、窪田 正照、伊藤篤志
Au蒸着による酸化物熱電変換素子の内部抵抗低減化効果
絶縁体を電気が流れる磁石に ―情報記憶容量の大幅向上に新たな道― 北海道大学 電子科学研究所 教授 太田裕道 POINT
複合アニオンに起因した多軌道性と低次元性からうまれる 強相関電子物性の研究
微細流路中に合成したナノワイヤ構造体を用いた DNA解析(S-13-NU-0041)
Presentation transcript:

室温・大気中グラフェンナノリボン合成と トランジスタ応用 野内 亮 大阪府立大学 ナノ科学・材料研究センター

表面効果:外来分子の吸着 究極的な薄さ  高い表面対体積比  大きな表面効果 センサー応用 ゲート電圧による吸着制御 [Schedin et al., Nat. Mater. 6, 652 (2007).] 吸着に伴う抵抗変化 二層グラフェンへの環境分子 (O2) の吸着 ゲート電圧による吸着制御 [Sato et al., Nano Lett. 11, 3468 (2011).] 究極的な薄さ  ゲート電界の侵入  膜厚方向全体の制御 2

FET構造を利用してグラフェンの表面反応を制御する。 表面反応:例. 紫外光による酸化 C-C結合のsp2からsp3への再混成 酸素によるp型ドーピング UV/ozone treatment VDiracの正ゲート方向へのシフト 酸素官能基による表面修飾 [Güneş et al., Nano Brief Rep. Rev. 6, 409 (2011).] [Zhang et al., Appl. Phys. Lett. 101, 121601 (2012).] FET構造を利用してグラフェンの表面反応を制御する。 3

予備実験の結果 金属電極 Si/SiO2 光ファイバー スポット径 > 素子サイズ 実験室環境下 Si/SiO2 機械的剥離法 & 電子線リソグラフィー グラファイト薄片 Graphite 粘着テープ 劈開 金属電極 (Cr 1 nm/Au 60 nm) Si/SiO2 単層グラフェン Si/SiO2 UV 光ファイバー UV光照射 (1 W cm−2) スポット径 > 素子サイズ 実験室環境下 (大気中, 室温, 相対湿度45%) 4

+60 V : スペクトル形状の変化無し −60 V : Dバンドが端近傍で誘起 FET構造でグラフェン光酸化の制御に成功 Si/SiO2 ゲート電圧 (VG) ドレイン電流 (ID) ドレイン電圧 (VSD) A UV VGとVSDを印加しながらUV照射 Ramanマッピング 1 mV 20分の照射後 +60 V or −60 V VG = −60 V +60 V : スペクトル形状の変化無し −60 V : Dバンドが端近傍で誘起 FET構造でグラフェン光酸化の制御に成功 [Mitoma, Nouchi, APL 103, 201605 (2013).] 5

目的 端から中へ(狭細化) Si/SiO2 UV照射 + O2吸着のゲート電圧制御  ゲート制御された端選択的な光酸化反応 UV     ゲート制御された端選択的な光酸化反応 Si/SiO2 A UV 端から中へ(狭細化)  グラフェンのナノリボン化 報告されているナノリボン化手法の例: リソグラフィーによるパターニング 有機化学的手法によるボトムアップ合成 カーボンナノチューブの切開 特殊ガス雰囲気下における高温処理 グラフェンの室温・大気中におけるナノリボン化手法の開発とトランジスタ応用

(n : No. of carriers involved) まずやるべきこと 反応速度の精密な制御(nm/min程度)  種々のパラメータへの反応速度依存性の解明 Drain current ID A Gate voltage VG Drain voltage VD Temperature Humidity Joule heat: Temperature increase∝I D2 Carrier-adsorbate interaction: Reaction rate∝I Dn (n : No. of carriers involved) e− − + Gate electric field:   Adsorbate orientation Environment: Carrier concentration Fermi level Substrate

水の影響:例. Raman用レーザー光による酸化 G Wet基板上 Dry基板上 D After 5 h; Laser: 7.7 mW 基板上水分子  Dが増強 実験環境中の相対湿度の制御必要 [Mitoma, Nouchi, Tanigaki, JPCC 117, 1453 (2013).] 8

基板の影響:例. アリール付加反応 基板種による違いの調査 引張歪み(リップル)  反応性高 電荷パドル  反応性高 [Fan, Nouchi, Tanigaki, JPCC 115, 12960 (2011).] 電荷パドル  反応性高 基板種による違いの調査 9

グラフェン形状の影響 狭窄部(電流密度高い;Joule熱?) 反応速い 形状を統一して議論する必要性 10

まとめ Si/SiO2 共同研究の可能性 UV照射 + O2吸着のゲート電圧制御  端選択的光酸化反応のゲート制御 A UV 端選択的酸化反応による室温大気中に おけるグラフェンナノリボン化 種々のパラメータへの反応速度依存性 湿度・基板・グラフェン形状の効果 共同研究の可能性 平坦な絶縁性基板(BN) 大面積単一ドメイングラフェン 含酸素基の同定(ナノESCA)