【公開日：2023.07.31】【最終更新日：2023.05.13】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22UT0211
利用課題名 / Title
ワイドバンドギャップ半導体の表面分析
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学
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）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）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
キーワード / Keywords
走査プローブ顕微鏡/Scanning probe microscopy,量子効果デバイス/ Quantum effect device,スピントロニクス/ Spintronics
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)
佐々木 健人
所属名 / Affiliation
東京大学
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
小林研介,小河健介,塚本萌太,西村俊亮,伊藤秀爾,山本航輝,顧豪
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
UT-307：走査型プローブ顕微鏡
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
ダイヤモンド中の窒素空孔(NV: Nitrogen-Vacancy)中心の電子スピンは、高空間分解能かつ高感度な磁場計測に応用されている。磁気イメージングの空間分解能を高めるためには、ダイヤモンド表面と試料の距離を近づけることが課題である。我々は、ダイヤモンド表面の平坦化や洗浄技術を確立し、この課題を解決する。武田先端知ビルの装置を利用して、単結晶ダイヤモンドの洗浄処理とその表面観察を行った。
実験 / Experimental
シンテック社に単結晶ダイヤモンド基板の精密研磨を依頼し、原子間力顕微鏡(AFM)による表面構造の変化を確認した。以下の手順に従い、AFM直前に基板の化学洗浄を実施した。基板を入れたピラニア溶液 (H2O 15 ml, H2O2 15 ml, H2SO4 45 mlの混合液)をホットプレート上に置き、350℃まで加熱して10分間ホールドした後、室温に戻して超純水でリンスした。その後、基板をエタノール中で30分間超音波洗浄した。特に、研磨後の基板については、表面のエタノールをクリーンペーパーで拭き取り除去した。これらの実験はマテリアル先端リサーチインフラにて実施した。他のダイヤモンド試料においても、付着した金属を王水等で洗浄するなどの処理を、同設備を利用して実施した。
結果と考察 / Results and Discussion
単結晶ダイヤモンドの精密研磨前後のAFM像では表面ラフネスの低下が確認された。研磨後はRa値 0.055 nmであった。
洗浄処理によって粒子状やアメーバ状の汚れの除去ができた。特に、クリーンペーパーによる物理的な拭き取り処理がアメーバ状の汚れの除去に著しい効果があることが分かった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
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.
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