成塚研究室

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   ・グラフェンの直接成長

グラフェンは通常、化学的気相成長法(CVD)により銅箔上に成長されます。銅は金属であり
導電性を示すため、グラフェンを用いてデバイスを作製するためには、絶縁基板に転写する必要があります。
転写プロセスは、熟練をともなう高度な技術を必要とする作業であり、大面積の転写は困難です。
その上、転写の際に、グラフェンは汚れや機械的ダメージを被ります。
このことが、グラフェンデバイス量産化の上で大きな障害となっています。

目下、我々は必要な絶縁基板の上へ、グラフェンを直接成長する技術に関し研究を進めています。
グラフェンの直接成長が可能となれば、転写プロセス無しに、グラフェンデバイスの作製が可能となり、
量産性、再現性の上で大きなメリットとなります。

現在、私たちは二つのアプローチによりこの問題の解決に取り組んでいます。
一つが減圧CVDによるグラフェンの直接成長であり、もう一つが析出法によるグラフェンの直接成長です。

   減圧CVDによるグラフェンの直接成長

   析出法によるグラフェンの直接成長


   ・光電子集積回路(OEIC)

マイクロチャンネルエピタキシー(MCE)を用いたヘテロエピタキシャル成長の無転位化

転位低減化に優れたマイクロチャンネルエピタキシーという技術は、西永頌先生(東京大学名誉教授)が
考案した優れた技術です。
マイクロチャンネルエピタキシーでは、細い開口(マイクロチャンネル)を通して結晶情報のみを伝達し、
転位情報は成長方向と転位伝搬方向の違いから成長層の上面もしくは側面から逃がし、
成長層の無転位化を実現する技術です。

マイクロチャンネルエピタキシーを良好におこなうためには、結晶面の形成、選択成長、面間拡散の制御等と
結晶成長のメカニズムのコントロールが重要であり、必要な成長条件の下、高い制御性を保った
結晶成長制御をおこなう必要があります。

当研究室での今までの研究の結果、以下に示すような各種の結晶成長方法においても、
マイクロチャンネルエピタキシーによる無転位領域の成長に成功しています。

   GaAsの液相成長(LPE)を用いたマイクロチャンネルエピタキシー

   GaNの低角入射マイクロチャンネルエピタキシー(LAIMCE)

   GaNの電流制御型液相成長(LPEE)によるマイクロチャンネルエピタキシー

   無転位GaAs/Si領域を用いたレーザーの作製



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