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二次元層状物質を用いた金属/Si，Ge界面のバンドアライメント決定機構の解明

使用二维层状材料阐明金属/Si、Ge界面的能带排列决定机制

基本信息

批准号：
22K04212
负责人：
西村知紀
金额：
$ 2.75万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

大面積二次元材料の転写手法をウェット法に定め，その改善を進めた．興味の対象である金属/グラフェン/Si界面の形成において，グラフェン/Si界面にSiO2界面層形成の抑制は必須である．しかしながらこれまで用いた手法（Au転写法）では，Au除去に用いる酸化剤により転写先のSi基板上にSiO2膜が形成される問題が生じることが分かった．そこで転写後の密着性を向上させる柔軟性と酸化剤を用いずに除去可能な特性を有するInに注目し，Cu上に成長した大面積グラフェンをAu転写法を介したIn転写法により，最終的にSi基板上へのミリメートル角サイズでのグラフェン転写を実現した．また前述の界面の解析に当たり，グラフェンを表面に持つ金属の仕事関数をSiO2上の実効仕事関数の形で調査を進めた．グラフェンに対して物理吸着する金属種に関してみると，従来の理論的な予測よりもグラフェン表面での仕事関数値に金属依存性が生じない結果が得られたが，一方でグラフェン自身の質が関係する点も踏まえて今後の検討が必要である．またグラフェンを表面に持つ金属の仕事関数を解析する過程において，半金属的特性を有するグラフェンより，仕事関数における表面項寄与を実験的に検出できる可能性が分かってきた．具体的には，接触による金属-グラフェン間の電荷移動に伴い，グラフェン内におけるフェルミ準位が大きく変化する際にグラフェンの持つ電子構造とSiO2における真空準位のエネルギー的な位置関係が変わることが示唆された．また，金属/半導体界面のバンドアライメント決定機構に関するレビュー論文を執筆した．

Large area of two-dimensional material writing method to determine the method, and improve the progress. Interested in the formation of metal/silicon/Si interface, SiO2 interface layer formation at silicon/Si interface must be suppressed. If the Ita technique (Au writing) is used, the problem of forming a SiO2 film on the Si substrate before using the Ita acidification agent for Au removal arises. The adhesion after writing is improved, the flexibility and acidification are eliminated, the possible characteristics are eliminated, the growth on Cu is large, the Au is written, and the final Si substrate is prepared. The analysis of the interface mentioned above should be carried out in order to investigate the shape of the metal on the surface of SiO2. The relationship between metal species and physical adsorption is discussed in detail. In the process of analyzing the relationship between the surface term and the metal, the characteristics of the semi-metal have been analyzed. Specifically, the charge transfer between the metal and the contact material is accompanied by the position relationship between the vacuum level and the electron structure of the contact material and SiO2. This paper was written on the determination mechanism of the metal/semiconductor interface.