Study of van der Waals epitaxy using moire super lattice

利用莫尔超晶格进行范德华外延的研究

• 批准号: 21K18913
• 负责人: 毛利 真一郎
• 金额: $ 3.99万
• 依托单位: Ritsumeikan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18913/
• 关键词: ファンデルワールスエピタキシー; モアレ超格子; リモートエピタキシー; 結晶成長; 窒化物半導体; グラフェン

ダングリングボンドを持たないグラフェン上の結晶成長（ファンデルワールスエピタキシー）では、従来の半導体エピタキシャル成長と異なり、格子整合の制約を受けにくい特徴があるが、逆に、核生成の制御や面内方向の拡散を制御することが難しいという問題点がある。本研究では、グラフェンを2枚重ねた際に生じる『モアレ超格子』と呼ばれる長周期のポテンシャル変調構造を駆動力とすることで上記困難を克服することを目指している。今年度は、引き続きMBE法を用いたツイスト2層グラフェン上への窒化物半導体結晶成長の研究を進めるとともに、CVD法を用いたツイスト2層h-BN上へのグラフェン結晶成長の研究にも取り組んだ。MBE法によるInN結晶成長において、積層角度が異なると成長する結晶の個数が変化する傾向があることを示す結果を得たが、TEM観察で積層角度を決定できたサンプル数が少なく、角度依存性を議論するに至らなかった。グラフェン自体の質（ドメイン境界の数の過多）に加え、窒素プラズマによるダメージがTEM観察を困難にするという問題があることがわかってきた。そこで、ダメージの入りにくいCVD法を用いた研究にターゲットを変更し、ツイスト2層h-BN上へのグラフェン結晶成長をスタートした。2層h-BN上にナノグラフェンを成長できることを確認できており、学会報告も行った。h-BNは転写が難しいという問題もあるが、かなり条件最適化ができるようになってきた。これらの研究とともに、窒化物半導体へのグラフェンやMoS2の直接成長に関する研究も進め、化合物半導体と原子層材料とのファンデルワールスエピタキシー全般のメカニズムについて様々知見を得ており、関連する学会発表を9件報告した。

ダングリングボンドをholding the crystal growth (ファンデルワールスエピタキシー）では、従来の Semiconductor エピタキシャル GrowthとDifferent なり, lattice integration constraint conditioned by けにくい特徴があるが, reverse に, nuclear generation のIt is difficult to control the in-plane direction and it is difficult to control it. It is a problem point. In this study, 2 pieces of グラフェンを heavy ねたinterior に生じる『モアレsuper grid』とHU ばれるlong period のポテンシャル変动 Structure を駆kinetic とすることでThe above mentioned difficulties are をovercoming することを Eyes refers to している. This year, we will conduct research on the crystal growth of sulfide semiconductors using the MBE method using 2-layer silicone materials. The research on crystal growth of へのグラフェン on 2-layer h-BN using るとともに and CVD method was carried out by the り group んだ. The MBE method shows the growth of InN crystals, the lamination angle, the number of crystals, and the tendency of InN crystal growth. The result was obtained, the lamination angle was determined by TEM observation, the number of layers was reduced, and the angle dependence was discussed.グラフェン自体の性 (ドメイン realm no number no too much) に加え, suffocating element プラズマによがあることがわかってきた.そこで、ダメージの入りにくいCVD method を Use いた research にターゲットを変More and more, へのグラフェン crystal growth をスタートした on the 2-layer h-BN of ツイスト. On the second floor of h-BN, the growth and growth of the h-BN is confirmed and the society report is performed. It is difficult to write h-BN and solve the problem of solving the problem and optimize the condition of h-BN. Research on これらのとともに, Research on direct growth of sulfide semiconductor へのグラフェンやMoS2 Materials and ingredientsいて様々Knowledge をGet ており、Relation する学発発表を9 reportsした.

项目成果

アルコールCVD法を用いたGaN上への酸化グラフェン成長

使用酒精 CVD 方法在 GaN 上生长氧化石墨烯

• 发表时间: 2022
• 作者: 薮田翔平;河瀬流星;荒木 努;毛利 真一郎
• 通讯作者: 毛利 真一郎

Surface Potential of MoS2 Depending on the Polarity of GaN Substrate Measured by Kelvin Probe Force Microscope

开尔文探针力显微镜测量的 MoS2 表面电位随 GaN 衬底极性的变化

• 发表时间: 2021
• 作者: R. Kaipeng;Y. Komichi;T. Araki and S. Mouri
• 通讯作者: T. Araki and S. Mouri

グラフェン上での InN MBE 成長における窒素プラズマ照射時間の検討

石墨烯上InN MBE生长过程中氮等离子体辐照时间的研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 松島健太;土井惇太郎;荒木努;毛利真一郎
• 通讯作者: 毛利真一郎

ラマン分光を用いた架橋ツイスト2層グラフェンの熱伝導測

使用拉曼光谱测量交联扭曲双层石墨烯的热导率

• 发表时间: 2021
• 作者: 土井 惇太郎;荒木 努;毛利 真一郎
• 通讯作者: 毛利 真一郎

CVD法によるGaN上への原子層半導体MoS２成長 における基板極性の影響

衬底极性对CVD法在GaN上生长原子层半导体MoS2的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 河瀬 流星;流石 新生;Rong Kaipeng;荒木 努;毛利 真一郎
• 通讯作者: 毛利 真一郎