SiC熱分解法によるエピタキシャルグラフェン成長

SiC基板を真空中やガス雰囲気下で加熱すると、Si原子が選択的に脱離し、残ったC原子が自発的にグラフェンを形成します。このとき、グラフェンは、基板に対して常にエピタキシャル関係を保って成長するため、結晶品質の良いグラフェンが得られます。加えて、半絶縁性のSiC基板を用いれば、金属上に化学気相成長させたグラフェンのデバイス応用への大きな障害となっている転写が不要となり、SiC基板上にそのままデバイスを作製できます。したがって、SiC熱分解法は、デバイス応用に適したグラフェン成長法です。私たちは、これまで、SiC(0001)基板上のグラフェン成長過程を、低エネルギー電子顕微鏡を用いて詳細に調べることにより、成長機構の解明と成長条件の最適化を進めてきました。その中で、成長雰囲気と成長温度を制御することにより、層数均一性の高い1~3層のグラフェンを成長できることを明らかにしました。

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