精密パラメータ制御プラズマ活用グラフェンナノリボン集積デバイスの創成

利用等离子体精确参数控制创建石墨烯纳米带集成器件

• 批准号: 16J02495
• 负责人: 鈴木 弘朗
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J02495/
• 关键词: グラフェンナノリボン; プラズマCVD; 光メモリ; ウェハスケール集積化

二年計画の最終年度にあたる今年度は，初年度においてプラズマCVDによる架橋グラフェンナノリボンの合成機構解明及び、合成条件最適化によって実現した高集積化グラフェンナノリボンデバイスを用いて，高性能光電子デバイスの作製とその動作実証を試みた．まず初めに，作製した高集積グラフェンナノリボン電界効果トランジスタ（FET）に対して光照射を行い、ソース・ドレイン電流の変化を観測した．その結果，光照射後においても光電流が長時間にわたって持続する特異な光応答（Persistent photo conductivity: PPC）を観測した．またPPCのメカニズムを、ゲートバイアス依存，入射光波長依存，X線光電子分光法（XPS），分子間力顕微鏡（AFM）による系統的な実験から調べた．その結果，大気中でニッケル電極表面に生成された水酸化ニッケルがUV光を吸収し，グラフェンナノリボンとニッケル電極の接合界面においてホールがトラップされることによって，グラフェンナノリボンが電子ドーピングを受け，PPCが現れることが明らかになった．またPPCを動作原理とした光照射の情報を記憶する光メモリの動作実証を行った．その結果，光照射によるメモリ書き込みと，パルスゲートバイアス印可によるメモリ消去を組み合わせることによって，光メモリの繰り返し動作の実証に成功した．またこのグラフェンナノリボンを用いた光メモリデバイスが大気中や純水中にいても正常に動作することを確認し，高い対環境性を実証した．

Two years plan の final annual に あ た る our は ", at the beginning of the annual に お い て プ ラ ズ マ CVD に よ る bridging グ ラ フ ェ ン ナ ノ リ ボ ン の synthetic agency interpret and び, optimal synthetic conditions に よ っ て be presently し た high set product グ ラ フ ェ ン ナ ノ リ ボ ン デ バ イ ス を with い て, high-performance optoelectronic デ バ イ ス の cropping と そ の action be card を try み た. Early ま ず め に, cropping し た high set product グ ラ フ ェ ン ナ ノ リ ボ ン electricity industry working fruit ト ラ ン ジ ス タ (FET) に し seaborne て light を い, ソ ー ス · ド レ イ ン current の variations change を 観 し measurement た. そ の results, after light に お い て も photocurrent が long に わ た っ て hold 続 す る specific な light 応 answer (Persistent photo conductivity: PPC) を 観 measuring し た. ま た PPC の メ カ ニ ズ ム を, ゲ ー ト バ イ ア ス interdependence, the incident light wavelength dependent and X-ray photoelectron spectrometry (XPS), and intermolecular forces 顕 micro mirror (AFM) に よ な る system be 験 か ら adjustable べ た. そ の results, large 気 で ニ ッ ケ ル electrode surface に generated さ れ た water acidification ニ ッ ケ ル が UV light suction 収 を し, グ ラ フ ェ ン ナ ノ リ ボ ン と ニ ッ ケ ル electrode の joint interface に お い て ホ ー ル が ト ラ ッ プ さ れ る こ と に よ っ て, グ ラ フ ェ ン ナ ノ リ ボ ン が electronic ド ー ピ ン グ を け, PPCが is れる とが とが is ら ら になった になった. ま た PPC を movement theory と し た light の intelligence を memory す る light メ モ リ の action line card be を っ た. そ の result, light に よ る メ モ リ book き 込 み と, パ ル ス ゲ ー ト バ イ ア ス printing can に よ る メ モ リ elimination を group み close わ せ る こ と に よ っ て, light メ モ リ の Qiao り return し action の card be に successful し た. ま た こ の グ ラ フ ェ ン ナ ノ リ ボ ン を with い た light メ モ リ デ バ イ ス が や pure water in large 気 に い て も normal に action す る こ と を confirm し, high い environmental polices を card be し た.

项目成果

架橋グラフェンナノリボンアレイのウェハースケール高集積化合成

交联石墨烯纳米带阵列的晶圆级高度集成合成

• 发表时间: 2016
• 作者: Kenji Ishikawa;Hiroshi Hashizume;Takayuki Ohta;Masafumi Ito;Hiromasa Tanaka;Keigo Takeda;Satomi Tajima;Hiroki Kondo;Makoto Sekine;and Masaru Hori;鈴木 弘朗， 金子 俊郎，澁田 靖， 大野 宗一，前川 侑毅，加藤 俊顕
• 通讯作者: 鈴木 弘朗， 金子 俊郎，澁田 靖， 大野 宗一，前川 侑毅，加藤 俊顕

急速加熱プラズマCVD成長架橋グラフェンナノリボンの合成機構解明と光電子デバイス応用

阐明快速加热等离子体CVD生长交联石墨烯纳米带的合成机理及光电器件应用

• 发表时间: 2016
• 作者: T. Kobayashi;J. Oh;H. Hashizume;T. Ohta;K. Ishikawa;M. Hori;M. Ito;鈴木 弘朗，金子 俊郎，加藤 俊顕
• 通讯作者: 鈴木 弘朗，金子 俊郎，加藤 俊顕

Wafer-scale integration of suspended graphene nanoribbons for non-volatile optical memory application

用于非易失性光学存储器应用的悬浮石墨烯纳米带的晶圆级集成

• 发表时间: 2017
• 作者: H. Suzuki;T. Kaneko;T. Kato
• 通讯作者: T. Kato

Suspended Graphene Nanoribbons for Non-Volatil Optical Memory Operation

用于非易失性光学存储器操作的悬浮石墨烯纳米带

• 发表时间: 2017
• 作者: H. Suzuki;T. Kaneko;T. Kato
• 通讯作者: T. Kato

"Structural-Controlled Growth of Graphene Nanoribbon by Advanced Plasma CVD

“通过先进等离子体 CVD 控制石墨烯纳米带的结构生长

• 发表时间: 2016
• 作者: Y. Wato;H. Suzuki;T. Kaneko and T. Kato
• 通讯作者: T. Kaneko and T. Kato