秋田県の共同研究のご提案

二軸、首振り電界下での酸化グラフェン還元によるグラフェン作成プロセスの検討

公開日 2020-04-24
大分類 ナノ・材料・ものづくり・情報通信技術 中分類 環境・資源・エネルギー・素材・エレクトロ二クス・基礎科学 小分類 -
研究者

《研究代表者》
准教授 
山口 博之

所属

公立大学法人 秋田県立大学
システム科学技術研究科 電子情報システム学専攻

概要

  グラフェンは数十万cm2/Vsという高い電子移動度を有し、高速・低消費電力の次世代半導体や透明電極などのデバイスを実現させる可能性を持つ魅力的な物質である。そのため、良質なグラフェン膜を工業的に生産する技術が要求されている。
  グラフェン膜の製造方法はいくつか報告されている。絶縁基板上に直接グラフェンを作成する方法として、プラズマCVD法によるメタンなどからの分解生成法、酸化グラフェンからの還元法があげられるが、結晶性が低く剥離しやすい、電気伝導性が低いなど、膜質が悪いのが課題である。
  当研究室では、酸化グラフェン還元法で得られるグラフェン膜の膜質改善に取り組んでおり、グラフェンの分子配向性を飛躍的に向上でき、良質のグラフェンの生成量を増大できる技術を確認している。
  酸化グラフェン分子は極性を有しており、乾燥時に静電場を印加すれば、酸化グラフェン分子の配向を揃えたまま基板上に固定が可能である。このままエタノールによる還元、結晶化を行えば静電場方向に揃ったグラフェンが得られる。さらに、静電場方向に垂直な方向に交流電場を印加することで、合成電界の方向を基板と垂直方向を中心にある角度で首振り運動させることができる。基板と水平(x、y)方向の酸化グラフェンの慣性モーメントの差から分子が回転し、基板と水平方向にも高い分子配向性が表れることが期待できる。
  グラフェン膜試料の評価はラマン散乱により行っているが、これまでに、静電界印加によりラマンスペクトルにおける2Dピークが強まることを観測している。これは酸化グラフェンの乾燥・還元時の電界印加がグラフェン膜作成に有効であることを示唆している。
  これらの研究に関心を持つ企業があれば共同研究を希望する。

研究者

公立大学法人 秋田県立大学
システム科学技術研究科 電子情報システム学専攻
教授 青山隆
教授 山内繁
准教授 山口博之

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問い合わせ先

秋田産学官ネットワーク
E-mail:collabo-akita@mail2.pref.akita.jp