【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.28】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23TU0100

利用課題名 / Title

低次元材料を用いたデバイス開発

利用した実施機関 / Support Institute

東北大学 / Tohoku 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）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）-

キーワード / Keywords

MEMS/NEMSデバイス/ MEMS/NEMS device,センサ/ Sensor,電子線リソグラフィ/ EB lithography,膜加工・エッチング/ Film processing/etching,先端半導体（超高集積回路）/ Ascanced Semiconductor (Very Large Scale Integration)

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)

小倉 宏斗

所属名 / Affiliation

東北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

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

TU-065：エリオニクス 50kV EB描画装置
TU-207：アルバック多用途RIE装置

報告書データ / Report

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

グラフェンをはじめとする低次元材料は、次世代の電子デバイス応用に向けた材料として注目が集まっている。本研究では特に、グラフェンと電極が擬一次元的に接合したエッジコンタクト型デバイスに着目して研究を行った。エッジコンタクト型デバイスは、将来の社会実装に向けた集積化に有効であると期待されており、その作製プロセスの最適化は重要な課題である。本研究では、このエッジコンタクト型グラフェン素子を作製するために、EBリソグラフィー及びプラズマエッチング装置を使用した。

実験 / Experimental

本実験では、エッジコンタクト作製のため、まずはEBリソグラフィーを用いて、SiO2/Si基板上に剥離したグラフェンの上に任意のパターンを作製した。その後にプラズマを照射することで、グラフェン結晶の一部のみをエッチングした。尚、プラズマのガス種はCF₄とO₂を用いた。エッチング後に再度、同様のEB描画を行い、電極パターンを形成した後に金属蒸着を行うことで、グラフェンと電極が擬一次元界面で接合したエッジコンタクト型のデバイスを作製した。作製したデバイスに対しては、その電気伝導特性を評価した。

結果と考察 / Results and Discussion

作製したエッジコンタクト型のグラフェンデバイスに対し、電気伝導測定を行った結果、グラフェンに由来する明瞭なゲート電圧依存性が確認された。このことから、エッジコンタクト型デバイス作製のプロセスを確立できたことが分かった。この結果は、今後、グラフェンのみならず、様々な低次元材料のデバイスを作製する上で重要な知見である。

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.

1. Hiroto Ogura, Toshiaki Kato, “Fabrication of edge-contacted graphene-superconductor junctions”, The 66th Fullerenes-Nanotubes-Graphene General Symposium, Nagoya (2024/3/8)

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