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 高井 和之 新学術領域研究 原子層科学 6 – 7th, Aug. 2014
原子膜複合系 ○人工超格子 サブバンド ○原子膜間相互作用 C / BN /C クーロン結合 →トンネリング MoS2 / C キャリア注入
原子膜複合系の構築 機械的張り合わせ 分散液からの積層化 技術的困難 制御性に難
自己集積的手法による原子膜複合体の形成と評価 表面吸着分子 （外的パラメーターT, P, E, H） 電荷移動 構造的歪 分極電場 原子膜 基板表面 化学修飾 (パターンニング) 機械的張り合わせによらない原子膜複合体の形成 原子膜間あるいは原子膜と外的化学種との相互作用の評価
実際の原子膜試料 表面吸着 欠陥 端 × O OH O OH n++-Si / SiO2 基板界面
基板表面に自己集積化膜を形成 SAM : Self Assemble Monolayer NH2C3H6-SAM NH2C6H4-SAM F13-SAM C8-SAM graphene Self-Assembled Monolayer SiO2substrate
SAM修飾基板の評価 X-ray photoelectron spectroscopy ⊕ [Mg Kα hν = 1253.6 eV, 2×10-6 Pa] •Inductive effect of F and N F2-C-, NH2-CH2- •Resonance effect in NH2-C6H4- NH2-C6H4- ↔ NH2=C6H4- ⊕ ⊖ δ- δ+ δ- δ+
EFのシフトとSAM分子の電気双極子との対応 EF vs Dipole λ = 532 nm Spectrometer K. Yokota, K. Takai, T. Enoki, Nanolett.(2011)
吸着酸素とグラフェンとの相互作用の評価 ○酸素吸着によるホールドープ グラフェンEFのダウンシフト DOS 酸素吸着 酸素曝露時間の増加 Doping Density 酸素曝露時間の増加 σmin が Vg>0 側にシフト グラフェンEFのダウンシフト K. Sato, K. Takai, T. Enoki, Nanolett.(2011)
吸着酸素とグラフェンとの相互作用の評価 ○移動度の逆数が注入キャリア濃度に単純に比例 電荷移動により生じた帯電吸着分子のポテンシャルによるクーロン散乱 Adsorbed O2 e― Gradient of plot: K. Sato, K. Takai, T. Enoki, Nanolett.(2011)
今後の計画 基板表面修飾 分子振動との対応 磁性SAM 表面分子吸着 ○電子供与性の吸着種 ○外部パラメータ（P,T,E,H）による吸着分子膜構造の制御 ○吸着分子(膜)との相互作用の評価 （欠陥・３元系） 大面積化 Y. Murakami , J. Phys. Chem. Sol. (1998) ○SiCエピタキシャルグラフェン ○CVD
振動との対応 基板表面修飾 SDバイアス電圧による 絶縁層の振動励起
High Quality Bi-layer Graphene sample SiCエピタキシャルグラフェンの評価 大面積 Intensity (arb. unit) No D-band No D-band, IG’ / IG ～ 0.8 High Quality Bi-layer Graphene sample
今後の計画 ご清聴ありがとうございました ○共同研究 理論班 阪大 草部グループ （欠陥などについてはすでに開始） 阪大 草部グループ （欠陥などについてはすでに開始） その他，吸着・基板修飾系について検討中 物性班，応用班 試料提供（基板修飾グラフェン，CVDによる複合原子膜） ご清聴ありがとうございました