【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.02】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24KT2247
利用課題名 / Title
二次元炭素材料の電気伝導特性解析
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学 / Kyoto 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）計測・分析/Advanced Characterization（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）-
キーワード / Keywords
酸化グラフェン,触媒エッチング,微細加工
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)
宇都宮 徹
所属名 / Affiliation
京都大学 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
後藤雄太
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
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
貴金属アシストシリコンエッチングがシリコンナノ構造体形成方法の一つとして近年注目されている．当研究室ではアシストエッチングに用いられる貴金属触媒の代替材料として二次元材料の1つである酸化グラフェン (Graphene Oxide:GO) を用いたGOアシストエッチング技術の開発を行っている[1]．本課題ではエッチング中にシリコン基板へ負バイアスを印加することで，GO 直下のシリコンのみの選択的なエッチングが可能か調査した．京都大学ナノテクノロジーハブ拠点の3Dレーザー顕微鏡を用いた表面形状観察を行い，GOによるシリコンのエッチング挙動について明らかにした．
実験 / Experimental
洗浄したp型シリコン基板上にGO分散液をスピンコートすることでGO担持した．本試料をフッ酸および硝酸からなるエッチング液に浸漬することでエッチングを行った．シリコン基板は電気化学セルによって電圧の印加が可能となっており，エッチング中は対極の白金電極に対してシリコン基板に負バイアスを印加した．エッチング後の試料の表面形状測定に京都大学ナノテクノロジーハブ拠点の3D測定レーザー顕微鏡(KT-306，OLS4000-SAT，オリンパス製)を用いた．
結果と考察 / Results and Discussion
3Dレーザー顕微鏡を用いて取得したGOアシストエッチング後の表面形状像およびラインプロファイルをFig.1に示す．印加したバイアスは-3.0 V，エッチング時間は16分とした．マイクロスケールの幅と100 nm前後の深さを持つ孔構造が得られた．面内方向の大きさはGOシートのサイズと一致しており，GO被覆部位がより深くエッチングされたことに由来する孔構造と考えられる． また，GOに覆われていないシリコン部分はエッチングが抑制されており，負バイアスがエッチングの選択性向上に有効であることが明らかになった．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 A 3D laser microscopy topographic image and a cross-sectional profile along the line of a silicon substrate loaded with GO after etching under -3.0 V for 16 min at room temperature.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
[参考文献] [1] W. Kubota, et al., Langmuir, 37, 9920 (2021).
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)
-
Yuta Goto, Chemical etching of silicon assisted by graphene oxide under negative electric bias, Nanoscale Advances, 7, 1596-1602(2025).
DOI: 10.1039/d4na00825a
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