ナノカーボンが持つ腐食作用を逆手に取った異方的ナノ化学リソグラフィーへの挑戦

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究の目的は、ナノカーボンが持つ触媒作用を利用して、次世代半導体表面に対する液相雰囲気下での新しいリソグラフィー法を打ち立てることである。昨年度までに、走査型トンネル顕微鏡（Scanning Tunneling Microscopy）を用いて、ナノカーボンの電子状態を原子スケールで観測した。そして、2つの線状欠陥が近接することにより、特異な電子状態が生成するという独自の提案を行った。今年度は、東京大学物性研に設置されているスーパーコンピューターを利用した第一原理計算を実施し、上記の提案の妥当性について検証した。その結果、エッジ部が対向したグラフェンナノリボンにおいて、高いエネルギーを持つ電子は、グラフェンの六角形状の幾何学的構造とは異なる分布を呈することが分かった。そして、昨年度のSTM実験で得られた結果との相関関係について、考察した。さらに、単一のナノカーボン材料が発現する触媒的な作用を明らかにするため、半導体表面上にグラフェン系のナノカーボンシートを散布した試料を準備し、エッチング液に浸漬する実験を行った。この実験は昨年度まで、酸素ガスを溶存したエッチング液を用いて行ってきた。しかし今年度は、加工速度を高めることを目的として、エッチング液中に強い酸化力を持つ成分を導入した。その結果、エッチング後に形成される表面構造が、昨年度までのエッチング液の場合と大きく異なるという、興味深い現象を見出した。加えて、ナノカーボンシートを基板上へ膜状に堆積し、パターン化した後にエッチング液に浸漬し、トレンチ構造などの三次元ナノ構造を構築する準備も進めている。