Research on synthesis of graphene-hBN based multi-heterostructure and the development of its applications

石墨烯-六方氮化硼基多元异质结构的合成研究及其应用开发

• 批准号: 22K14141
• 负责人: 平田 祐樹
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14141/
• 关键词: hBN; PVD; TEM; XPS; hBNナノシート; グラフェン; マルチヘテロ構造

窒素とホウ素が蜂の巣状に互いに強固に共有結合した単原子シートであるhBNナノシートは次世代のマイクロエレクトロニクスやその他の技術に統合できる最も有望な材料であり、将来的には量子コンピューティングや超伝導への応用につながる可能性も期待されている。hBNナノシートの物性は、数十～数百nmサイズの電子結晶の挙動が起源となっており、元素間における種々のナノ力学的相互作用を解明することにより、量子世界のエキゾチックな現象の数々について基礎的な知見を得ることができる。hBNナノシートの機械・電気・光学的特性を自由自在に制御するためには、B-N元素間における種々のナノ力学的相互作用を解明し、薄膜中の組成や結合状態、ナノ構造を原子レベルで制御可能な合成手法の開発が求められている。2022年度はRF電力や熱処理温度といった合成パラメータを変化させ、膜の断面TEM観察とXPSによる構造分析を行った。その結果、RF電力値と熱処理温度を制御することにより、膜の構造の最適化が可能であることを見出した。

六方氮化硼纳米片是氮和硼以蜂窝状形式紧密共价键合的单原子片，是集成到下一代微电子学和其他技术中最有前途的材料，在未来也具有量子计算和超导的潜力。预计这将导致该领域的应用。六方氮化硼纳米片的物理性质源于尺寸为数十至数百纳米的电子晶体的行为，通过阐明元素之间的各种纳米力学相互作用，我们将能够了解量子世界中的许多奇异现象。知识。为了自由控制六方氮化硼纳米片的机械、电学和光学性能，需要阐明B-N元素之间的各种纳米力学相互作用，并在原子水平上控制薄膜中的成分、键合状态和纳米结构。需要开发可能的合成方法。 2022年，我们改变了射频功率和热处理温度等合成参数，并使用XPS对薄膜进行了截面TEM观察和结构分析。结果，我们发现可以通过控制射频功率值和热处理温度来优化薄膜结构。

项目成果

Manchester Metropolitan University/Manchester Fuel Cell Innovation Centre(英国)

曼彻斯特城市大学/曼彻斯特燃料电池创新中心（英国）

マグネトロンスパッタリングを用いたhBNナノシートの合成及び構造評価

磁控溅射六方氮化硼纳米片的合成和结构评估

• 发表时间: 2022
• 作者: 吉井寛太;吉里樹人;平田祐樹;赤坂大樹;大竹尚登
• 通讯作者: 大竹尚登

Structural Analysis of Few-Atomic Layered Hexagonal Boron Nitride Nanosheets Synthesized with Magnetron Sputtering and Heat Annealing Process

磁控溅射和热退火工艺合成的少原子层状六方氮化硼纳米片的结构分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuki Hirata;Kanta Yoshii;Mikito Yoshizato;Hiroki Akasaka;Naoto Ohtake
• 通讯作者: Naoto Ohtake

Synthesis of hexagonal boron nitride nanosheets structure with magnetron sputtering and thermal annealing process

磁控溅射和热退火工艺合成六方氮化硼纳米片结构

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuki Hirata;Kanta Yoshii;Mikito Yoshizato;Hiroki Akasaka;Naoto Ohtake
• 通讯作者: Naoto Ohtake