グラフェンNEMS複合機能素子によるオートノマス・超高感度センサー技術の創製

使用石墨烯 NEMS 多功能设备创建自主超灵敏传感器技术

基本信息

批准号：
25249043
负责人：
水田博
金额：
$ 17.06万
依托单位：
Japan Advanced Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2014-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

複合集積NEMSセンサー・パワーマネジメント素子技術と、グラフェンナノデバイス技術を融合させて、①少数吸着分子によるダルトンレベル質量変化検出と電荷移動検出を可能とする振動チャネル型グラフェンナノリボン（GNR）トランジスタの設計・作製と評価（タスク【T1】）、②GNR－基板間の短距離力を設計・制御して、エネルギー可逆型NEMSスイッチを可能とする不揮発性グラフェン・パワーマネジメント素子の設計・作製と評価（タスク【T2】）、③アトムスケールから等価回路解析レベルまでをカバーする集積モノレイヤーセンサーシステム設計・解析用マルチスケール・シミュレーション技術の構築と、原子分解能走査透過型電子顕微鏡を駆使したGNR上分子吸着状態の微視的解明（タスク【T3】）、を推進した。タスク【T1】では、サスペンデッドGNRをOut-of-plane型振動チャネルとして用いる共鳴チャネル型GNRトランジスタ構造（RCGFET)を採用し、３次元有限要素解析と第一原理計算を併用したシミュレーションを用いて、RCGFETの質量感度SのGNRの寸法・形状依存性を明らかにした。タスク【T2】では、対局する片持ちグラフェンカンチレバーを可動チャネルとする新奇な不揮発型３端子グラフェンNEMSスイッチを考案し、３次元有限要素解析を用いて、そのプル・イン電圧、プル・アウト電圧の基本設計を行った。タスク【T3】では、機械的剥離法とCVD法により作成したグラフェン薄膜をTEMグリッド上に転写したサンプルに対して、ヘリウムイオンビーム照射量を変化させた際の原子構造変化を、高解像度TEMで直接観察することに成功した。

通过将复合综合NEMS传感器和电源管理设备技术与石墨烯纳米介绍技术相结合，我们促进了1）振动通道石墨烯纳米替烯（GNR）晶体管的设计，制造和评估，以实现道尔顿级质量质量变化检测和电荷转移检测，使用少数群体的启动式启动式启动的工具，2）设计，2）设计，2）设计，2）设计，2）设计，2） NEM通过设计和控制GNR和基板之间的短距离力进行切换，以及3）构建多尺度模拟技术，用于设计和分析集成的单层传感器系统，这些传感器系统涵盖了原子量表到等效电路分析水平，以及使用GNR上的ADSORBISED STAITES上的显微镜阐明（t3）actomic scrondosion actomic actomic consion artomic consion act Antomic sat Antomic sat Antomic sat Antomic sat Antomic sat Antomic sat Antomic sat Antomic sat Antomic sat Antomic sat Antomic sat Antomic con。在任务[T1]中，我们采用了使用悬架GNR作为平面外振动通道的共振通道GNR晶体管结构（RCGFET），并使用模拟结合了三维有限元分析和First-Principles计算的模拟来阐明RCGFET质量敏感性S的大小和形状依赖的大小和形状。在任务[T2]中，设计了一种新型的非挥发性3末端石墨烯NEMS开关，悬臂与可移动通道相对，并使用三维有限元分析进行了引进和拉出电压的基本设计。在任务[T3]中，我们成功地直接观察了当氦离子束辐照量在已通过机械剥落和CVD转移到TEM网格上的样品上时，原子结构的变化。

项目成果

期刊论文数量（14）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Helium ion beam based novel fabrication of downscaled graphene nanodevices

基于氦离子束的小型石墨烯纳米器件的新型制造

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
H. Mizuta;Z. Motadir;S. Hang;N. Kalhor;J. Reynolds;T. Iwasaki;M. Schmidt and Manoharan M.
通讯作者：
M. Schmidt and Manoharan M.

Sharp edged sub-20 nm graphene single-electron devices by Helium ion beam milling technique

采用氦离子束铣削技术制备锋利的亚 20 nm 石墨烯单电子器件