産総研、シリコンに代わる素材「グラフェン」の機構を理論的に解明……次世代半導体デバイスなどに期待

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2011年12月7日（水） 13時15分

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　産業技術総合研究所（ナノシステム研究部門の大谷実研究グループ長ら）は7日、「グラフェン」と絶縁体の基板として使われる「酸化シリコン」基板の相互作用を詳細に調べ、特定条件下で、グラフェンが非常に強く基板に吸着されることを発見したことを発表した。

　「グラフェン」は、炭素原子が蜂の巣状に6角形のネットワークを形成した炭素原子のシート。原子一層からなる究極の薄さと、そのシート上に高移動度の電子が存在することから、世界的に注目されている新材料だ。近年、「カーボンナノチューブ」や「グラフェン」に代表されるカーボン系材料は、「低次元性」や「ナノメートルスケールの微細性」、さらには「高い電子輸送特性」から、シリコンに代わる“ポストシリコン素材”として注目されている。

　研究チームは、酸化シリコン基板の表面として、特定の電子構造を持った表面を用いると、グラフェンと酸化シリコン表面の間の相互作用が、グラフェン－グラフェン層間相互作用よりも強くなることを理論的に発見した。これにより、これまで未解明であった、剥離法による酸化シリコン表面上でのグラフェン生成機構の一部があきらかになったとのこと。これにより電子状態を変えることで、グラフェンを基板上の任意の位置、サイズで生成可能となる見込み。同時に、さまざまな吸着構造のグラフェンを作成できると考えられ、今後のグラフェンデバイス実現、設計において重要な知見となり得るものと期待されるという。

　本研究成果は12月6日（米国東部時間）に米ワシントンで開催される国際会議「International Electron Devices Meeting 2011」において発表される予定。

《冨岡晶》