【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.26】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22NM0013

利用課題名 / Title

格子ひずみ誘起の周期ポテンシャルによるグラフェンのバンド構造制御

利用した実施機関 / Support Institute

物質・材料研究機構 / NIMS

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（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）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials

キーワード / Keywords

ナノカーボン

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)

友利 ひかり

所属名 / Affiliation

筑波大学数理物質系

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

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

NM-601：電子ビーム描画装置 [ELS-F125]

報告書データ / Report

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

グラフェンには、格子ひずみによってベクトルポテンシャルが生じるという特異な性質がある。特に、格子ひずみが周期的に分布する場合には、バンドギャップやフラットバンドが生じることが予測されている。本研究では、このような周期的な格子ひずみに着目し、周期ひずみ誘起のバンド構造変調を電気伝導測定によって観測することを目的とする。
周期ひずみ構造は、シリコン基板に電子線レジストHSQ のラインアンドスペース構造を形成し、その後、そのレジスト構造上にグラフェンを転写することによって実現する。前年度まで周期構造作製に用いていた電子ビームレジストXR1541-002の廃番に伴い、今回は代替品であるH-SiOx（Applied Quantum Material inc.）の描画テストを行なった。

実験 / Experimental

粉末状のH-SiOxをMIBKに溶かし、H-SiOxレジスト溶液（1 wt%）を作製した。その後、285 nmの熱酸化膜付きシリコン基板にスピンコートし、ラインアンドスペースパターンの描画テストを行なった。露光・現像条件は下記の通りである。

[レジスト・スピンコート条件]
電子線レジスト： H-SiOx (1 wt%)
スピンコート： 6000 rpm, 60 sec
ベーキング： なし
[描画条件]
電流量： 1 nA
Field: 500 µm2, 500000 dot
電子線照射量： 2000 ~ 10000 µC/cm2 (1000 µm/cm2刻み)

[現像条件]
TMAH 25 %, 30 秒
純水 30 秒
N2ブロー

結果と考察 / Results and Discussion

8000 ~ 10000 µC/cm2の電子線照射量において、ピッチ 30 nmまでのラインアンドスペースのパターンの形成が確認できた。しかし、25 nm以下のパターンに膜状になっていたため、よりピッチを小さくするために描画・現像条件などを見直す必要があると考えられる。

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