Creation of exotic low-dimensional material originated from phyllosilicate and control of its electronic property

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本研究においては、フィロ珪酸塩鉱物への金属元素脱離／異種元素挿入による電子物性の制御、分子層薄片化から基板上への転写による2次元材料創製を目指す。既存の低次元ナノ物質の弱点を克服し、新世代エレクトロニクスに応用可能な新奇低次元材料を探求する。珪酸塩鉱物への異種元素挿入による電子物性制御、2次元層分離および支持基板への転写、半導体プロセス適用の可否など、新奇低次元物質創製のための基礎的学術知見の獲得を目指す。本年度得られた主な成果を記す。（1）表面処理したSi基板上への雲母基板の直接接合、圧着による、フィロ珪酸塩の2次元層剥離と異種基板上への転写技術を検証した。転写面積の拡大を目指し、雲母基板からの直接転写について複数の条件を検証したが、良好な転写の達成は困難であった。転写を阻害する要因として、顕微鏡観察などからは雲母基板の表面平坦性およびSi基板上への酸化膜形成の可能性が推測された。一方で、加圧の有無およびSi基板洗浄後の放置時間に関する比較の結果から、これらの条件が転写に与える影響は少なく、Siや雲母基板の表面状態が転写の是非に重要な要素であることが示唆された。（2）転写プロセス検証のため、IV族系材料のGe薄膜転写、平滑化技術について検討を行った。化学処理、機械研磨、熱処理を併用することで、Ge薄膜の結晶性を維持したまま安定して数十～100nm程度のGe層をSiO2/Si基板上へ転写できる技術を構築できた。