【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.14】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24AT0125
利用課題名 / Title
EB描画装置を用いた2次元材料への電極コンタクト作製
利用した実施機関 / Support Institute
産業技術総合研究所 / AIST
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）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）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
キーワード / Keywords
ナノカーボン/ Nano carbon,電子線リソグラフィ/ EB lithography,高周波デバイス/ High frequency device,エレクトロデバイス/ Electronic device,原子層薄膜/ Atomic layer thin film,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation
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)
沖川 侑揮
所属名 / Affiliation
産業技術総合研究所
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
佐藤 平道
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
AT-024：抵抗加熱型真空蒸着装置
AT-001：電子ビーム描画装置(CRESTEC)
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
六方晶窒化ホウ素(h-BN)上に転写したグラフェンの移動度は数万cm2/Vsと、非常に高い値が得られている。これは、h-BNはダングリングボンドがなく、凹凸がない2次元材料であること起因する。高移動度が報告されているグラフェンは、剥離したグラファイトが使われている場合が多い。工業応用を考えると、大面積化が可能なCVDグラフェン膜を用いる必要がある。本研究では、h-BN上に転写した熱CVDグラフェン積層構造でのvan der Pauw素子の作製を試みた。
実験 / Experimental
SiO2/p+-Si(SiO2 = 100 nm)基板上に機械的剥離法でh-BNを転写した。h-BNは基板上にランダムに形成されるため、h-BNの場所をSEMもしくは光学顕微鏡により予め把握しておく。そのh-BNが転写されたシリコン基板全面に、PMMAを用いてプラズマCVD単層グラフェン（多結晶膜）を転写した。予め探しておいたh-BNの上に転写された熱CVDグラフェンに対して、コンタクトするような電極パターンを電子線リソグラフィにより作製した。パターンはvan der Pauw素子構造であり、電極幅は500nmとした。現像後、真空蒸着装置およびリフトオフを用いて4端子電極(Au/Ni)を形成した。
結果と考察 / Results and Discussion
2次元材料の積層構造におけるvan der Pauw素子を図１に示す。リフトオフに成功し、電極パターンを形成できたが、h-BN上に電極を形成する、当初の設計パターンは形成できなかった。今後は、設計通りに電極パターンを形成できなかった原因を探るとともに、グラフェンの電気伝導特性評価を進める。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図１ リフトオフ後のvan der Pauw素子の光学顕微鏡像
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
本研究で使用したh-BNは物質・材料研究機構の谷口尚氏からのご提供材料である。また本研究の一部は、本研究の一部は、JSPS科研費23K22804の助成を受けて行った。
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.
- 沖川侑揮他，NDNC2024，2024/05/28
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