【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.08】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22KT1122

利用課題名 / Title

二次元炭素材料の電気伝導特性解析

利用した実施機関 / Support Institute

京都大学 / Kyoto 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）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）その他/Others（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

エッチング,形状・形態観察,酸化グラフェン,光学顕微鏡/Optical microscopy

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)

宇都宮 徹

所属名 / Affiliation

京都大学大学院　工学研究科

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

窪田航,後藤雄太,山本快知

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

KT-306：3D測定レーザー顕微鏡

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

貴金属アシストシリコンエッチングがシリコンナノ構造体形成方法の一つとして近年注目されている．当研究室ではアシストエッチングに用いられる貴金属触媒の代替材料として酸化グラフェン (Graphene Oxide:GO) を用いたGOアシストエッチング技術の開発を行っている[1]．本課題ではGO及び酸化グラフェン還元体 (reduced GO:rGO) を用いた時のエッチング速度を比較するために，京都大学ナノテクノロジーハブ拠点の3Dレーザー顕微鏡を用いた表面形状観察を行った．

実験 / Experimental

p型シリコン基板上にGOを担持した試料に高真空環境下における真空紫外 (Vacuum Ultra Violet: VUV) 光還元することでrGOとした．光還元時の温度は室温もしくは140℃に設定し，それぞれrGO_RT，rGO₁₄₀とした．試料をフッ酸および過酸化水素からなるエッチング液の蒸気に暴露することでエッチングを行った．エッチング後の試料の表面形状測定に京都大学ナノテクノロジーハブ拠点の3D測定レーザー顕微鏡(OLS4000-SAT,オリンパス製)を用いた．

結果と考察 / Results and Discussion

3Dレーザー顕微鏡を用いて取得したGOアシストエッチング後の表面形状像およびラインプロファイルをFig. a)に示す．シート部位がより深くエッチングされたことに由来する穴構造が得られた．Fig. b)はGO，rGO_RT，rGO₁₄₀での穴構造の深さから算出したエッチング速度の散布図である．(a)から(c)の順に還元が進み，構造欠陥密度は少なくなるが，それらとエッチング速度との明らかな相関は見られなかった．今後はより構造欠陥の少ないGOでエッチングをし，エッチング速度と構造欠陥の関係を検証する．

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig. a) A 3D laser microscopy topographic image and a cross-sectional profile along the line of a silicon substrate loaded with deposited GO after vapor-phase etching in the mixture of HF and H₂O₂ at 60 °C for 4 h. b) A scatter plot of etching speed of (a) GO, (b) rGO_RT, and (c) rGO₁₄₀.

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

[1] W. Kubota, et al., Langmuir, 37, 9920 (20

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)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

1. 後藤雄太，窪田航，宇都宮徹，一井崇，杉村博之　”酸化グラフェンアシストSiエッチングにおけるシート面内構造依存性”，第24回関西表面技術フォーラム，令和4年11月18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