【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.14】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22HK0021
利用課題名 / Title
微細加工技術を用いたFET素子の作製
利用した実施機関 / Support Institute
北海道大学 / Hokkaido Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
電子顕微鏡/Electron microscopy,集束イオンビーム/Focused ion beam,電子分光,蒸着・成膜/Evaporation and Deposition,CVD,膜加工・エッチング/Film processing and Etching,トポロジカル量子物質/ Topological quantum matter,原子薄膜/ Atomic thin film,表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
島田 敏宏
所属名 / Affiliation
北海道大学 工学研究院応用化学部門
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
横倉聖也,山根伊知郎,加藤将貴,楊笑然,田野口丈彦,荒沢奨輝,高哲帆,結城拓真,安藤輝紀,竹蓋颯馬,田所泰志郎
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
大多亮,吉田すずか,鈴木啓太,内田悠,遠堂敬史,王永明
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術相談/Technical Consultation
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
HK-101：ダブル球面収差補正走査透過型電子顕微鏡
HK-201：X線光電子分光装置
HK-301：環境セル対応透過電子顕微鏡
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
高温高圧実験により合成したナノ材料の形状観察，及び電子状態の分析のため，北海道大学の設備を利用して試料のTEM，STEM，XPS測定を行った．
実験 / Experimental
高温高圧実験で作製した粉末試料を，ダブル球面収差補正走査透過型電子顕微鏡（Titan3 G2 60-300）及び，環境セル対応透過電子顕微鏡（JEM-2010）を用いて観察した． HAADF-STEM観察およびTEM-EELS測定もTitan3 G2 60-300を用いて行った． TEM/STEM観察およびEDS測定は，JEM-2100を用いて実施した．X線光電子分光装置（JPS-9200）を用いて，粉末試料の構成元素の比率やその価数を測定した．また，Bi2Se3などトポロジカル物質のドープした単結晶を作製してX線光電子分光を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
HAADF-STEM観察の結果からナノ粒子とマトリックスの生成が確認された．これらのナノ粒子とマトリックスの材料は，HAADF-STEMコントラストとEDS分析により，それぞれ銅と炭素であることが確認された．この結果，生成物は銅を炭素に担持した（Cu@C）ナノ構造であることが証明された．５GPaで作製した試料（Cu@C-5GPa）と１GPaで作製した試料（Cu@C-1GPa）中のCuナノ粒子のサイズは，それぞれ直径約1nmと数十nmであったが，加圧せず真空中で作製したサンプルには直径1μmを超える大きな粒子が含まれていた．生成物中の銅粒子の大きさは，熱分解時の印加圧力によって制御されており，超高圧が効果的に原子拡散を調節していることがわかった．XPS測定により銅の価数について調べた結果，表面銅の平均価数は，Cu@C-5GPa，Cu@C-1GPa，Cu@C-vacの順で減少していることが確認された．このことから，Cuナノ粒子の表面は空気中で酸化されやすいことが示唆された．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
HADDF-STEM像を示す．（a）Cu@C-5GPa, (b) Cu@C-1GPa, and (c) Cu@C-0.5GPa, and the TEM image of (d) Cu@C-vac.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
北海道大学のナノテクプラットフォーム関連の職員の皆さんには素晴らしい技術支援をいただき感謝申し上げます。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
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Manami Goto, Synthesis of Epitaxial MoS2/MoO2 Core–Shell Nanowires by Two-Step Chemical Vapor Deposition with Turbulent Flow and Their Physical Properties, ACS Omega, 7, 39362-39369(2022).
DOI: 10.1021/acsomega.2c05586
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Ichiro Yamane, Ultrahigh pressure-induced modification of morphology and performance of MOF-derived Cu@C electrocatalysts, Nanoscale Advances, 5, 493-502(2023).
DOI: 10.1039/D2NA00829G
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- （Invited）Seiya Yokokura, Hirohiko Tanoguchi, Takuma Yuki, Taro Nagahama, and Toshihiro Shimada“Fabrication of single crystals of novel organic semiconductors by naphthalene flux method and novel organic devices using interfacial polarization” 12th International Symposium on Organic Molecular Electronics, 28th March, 2022.
- Seiya Yokokura, Toshihiro Shimada, Kunio Awaga, “Stabilization of Interfacial Polarization and Induction of Polarization Hysteresis in Organic MISIM Devices” The 22nd International Vacuum Congress IVC-22, 12th Sept., 2022.
- 横倉聖也，田野口丈彦，結城拓真，長浜太郎，島田敏宏， “ナフタレンフラックス法による五員環構造を有する芳香族分子の単結晶育成とFET特性”応用物理学会 第70回春季学術講演会，令和5年3月17日
- 加藤将貴，柳瀬隆，横倉聖也，長浜太郎，島田敏宏，“交互蒸着重合法を用いて作製した共有結合性有機構造体膜への溶媒アニールの効果” 応用物理学会 第83回秋季学術講演会，令和4年9月20日
- 荒沢奨輝，横倉聖也，長浜太郎，島田敏宏，“CVD法によって作製したNbS2薄膜の成長方向の水素流量依存性” 応用物理学会 第83回秋季学術講演会，令和4年9月20日
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件