Direct Graphene Synthesis on Insulating Surfaces by Laser Annealing

Content Provider	Semantic Scholar
Author	Koshida, Keisuke
Copyright Year	2013
Abstract	カーボン材料は現在、シリコンに代わる材料として大きな関心を集めている。そのカーボン材 料の中でもグラフェンは比較的最近発見され、合成方法としては、機械剥離法や熱CVD法等があ るが、前者においてはグラフェンの位置制御が困難であり、後者ではそのプロセスに1000°C程度 の高温や数10分程度の処理時間、さらには転写も必要となる。そこで我々は基板上に直接グラフ ェンの合成を行なってきた[1]。しかし、この手法においても熱CVD同様、高温かつ処理時間がか かる。本研究ではレーザ照射による急速な加熱・冷却によって、周囲の温度を比較的低温度に保 ちつつ、基板に直接かつ位置制御されたグラフェンの合成を目指した[2]。 試料として Si/SiO2基板に電子線ビーム蒸着法を用いてアモルファスカーボン(a-C)を、その上に 触媒金属として Niを 10 – 30 nmと膜厚を変えて蒸着した。この試料を、ヒーターを取り付けた真 空チャンバー内に保持し、付属の窓を通してレーザを照射することでグラフェンの合成を行った。 各試料の温度を 200°Cに保ち、レーザを 60 秒照射して合成を行った(Fig.1)。レーザ照射した位 置にのみピットが形成され下地の基板の露出が確認された。Fig.1 の各ピットのラマンスペクトル を Fig.2 に、各 G’/G 比、D/G 比を示したグラフを Fig.2 挿入図に示す。Ni膜厚(10 nmから 30 nm) の増大に伴い、G’/G 比は 47 %の増加、D/G 比は 24 %の減少に成功した。これは、レーザ照射 部分の Ni 量によって、Ni に溶け込みうる a-C 量が変わり、その結果 Ni の触媒作用を受ける a-C 量も変化したためだと考えられる。以上より、本手法においても Ni膜厚が合成された膜質に影響 を与え、かつ短時間・位置制御・絶縁基板上への直接合成に対して有用であると言える。
File Format	PDF HTM / HTML
Alternate Webpage(s)	https://confit.atlas.jp/guide/event-img/jsap2013a/17p-B1-12/public/pdf?type=in
Language	English
Access Restriction	Open
Content Type	Text
Resource Type	Article