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リアルタイム観察技術の開発による二次元物質CVD成長のデザイン

开发实时观测技术设计二维材料CVD生长

基本信息

批准号：
22KJ2375
负责人：
平良隆信
金额：
$ 3.08万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2375/
关键词：
グラフェン化学気相成長法(CVD法)熱放射光学顕微法粒界

项目摘要

令和４年度は、Cu(111)薄膜基板上でのグラフェン化学気相成長(CVD)におけるグラフェン粒界の形成要因の解明を目的とし、熱放射光学顕微法(Rad-OM法)によるグラフェンCVD成長過程のリアルタイム観察、およびCVD成長後の基板の大気中加熱によるグラフェン粒界形成の解析を行った。サファイア基板上にCuをスパッタリングして成膜したCu(111)薄膜基板上のグラフェンCVD成長において、方位が揃ったグラフェンのグレイン同士が接合すると、粒界の無い単結晶のグラフェンが得られることが報告されている。しかし、CVD成長にはグレインの成長速度や形状など多様な要因があり、方位のみが粒界の形成要因であるかは不明である。そこで本研究では次の２つの手法により粒界の形成要因を調べた。まず、Rad-OM法を用いてCu(111)薄膜基板を観察するための装置の改造を行い、成長を解析した。Rad-OM法では、グラフェンとCuが成長温度(約1000℃)で発する熱放射光を光学顕微鏡で観察することにより、グラフェンのCVD成長をリアルタイムに可視化できる。従来のRad-OM法ではCu箔基板を観察対象として、基板を通電加熱用電極に固定し加熱する方式を用いており、本研究の観察対象であるCu(111)薄膜基板を安定して固定、加熱することはできなかった。そこで、新しい固定方式のサンプルホルダーを設計、製作し、Cu(111)薄膜基板上でのグラフェンCVD成長のリアルタイム観察を可能にした。この装置を用いて取得した動画から、グレイン接合時の角度、核発生時期を解析した。次に、グラフェンCVD成長後のCu基板を大気中でホットプレートによって加熱した。これにより、グレインの粒界で酸化銅が生成し、粒界を光学顕微鏡で観察できる。得られた光学像から、グラフェン粒界の形成の有無と、グレインの角度および形状を解析した。さらに、前述のRad-OM法の動画から取得した情報と、粒界形成との相関を評価した。

The growth of chemical phases on Cu and Cu thin film substrates (CVD) is due to the understanding of the purpose, the radiation optical microanalysis (Rad-OM), the improvement of the CVD growth process, and the analysis of the CVD in the substrate. On the Cu substrate, the growth of the CVD on the film substrate, the growth of the CVD on the substrate, the contact with the operator, and the failure of the crystal in the grain industry. The growth rate of CVD depends on the shape of the growth rate. The formation of the grain boundary is mainly due to the unknown shape of the grain boundary. The reason for the formation of "grain boundary" in this study is that it is due to the formation of "grain boundary". The Cu thin film substrate was used to observe the transformation of the equipment and the growth of the equipment in the method of X-ray diffraction and Rad-OM. The growth temperature of Rad-OM method is about 1000 ℃. The growth temperature of CVD is about 1000 ℃. The growth temperature of temperature, temperature The Rad-OM method is used to detect the Cu foil substrate, the substrate is used to fix the substrate, and the electrodes are used to fix the substrate. In this study, the film substrate is stabilized and stabilized. In this study, the film substrate is stable and stable. The device, the new fixed method, the device design, the device, and the growth of CVD on the Cu (111film) substrate may affect the performance of the device. The device uses the device to obtain the animation device, the contact time angle of the device, and the analysis of the birth time. In the last part of the year, the Cu substrate will be greatly increased in the future. The grain boundary is acidified, the grain boundary is generated, and the grain boundary is observed by optical microscopy. The results show that the optical image and the grain boundary are formed, and the shape is analyzed. The above-mentioned Rad-OM animation method obtains the information, and the grain boundary forms a picture of each other.