Study of van der Waals epitaxy using moire super lattice

利用莫尔超晶格进行范德华外延的研究

基本信息

批准号：
21K18913
负责人：
毛利真一郎
金额：
$ 3.99万
依托单位：
Ritsumeikan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ダングリングボンドを持たないグラフェン上の結晶成長（ファンデルワールスエピタキシー）では、従来の半導体エピタキシャル成長と異なり、格子整合の制約を受けにくい特徴があるが、逆に、核生成の制御や面内方向の拡散を制御することが難しいという問題点がある。本研究では、グラフェンを2枚重ねた際に生じる『モアレ超格子』と呼ばれる長周期のポテンシャル変調構造を駆動力とすることで上記困難を克服することを目指している。今年度は、引き続きMBE法を用いたツイスト2層グラフェン上への窒化物半導体結晶成長の研究を進めるとともに、CVD法を用いたツイスト2層h-BN上へのグラフェン結晶成長の研究にも取り組んだ。MBE法によるInN結晶成長において、積層角度が異なると成長する結晶の個数が変化する傾向があることを示す結果を得たが、TEM観察で積層角度を決定できたサンプル数が少なく、角度依存性を議論するに至らなかった。グラフェン自体の質（ドメイン境界の数の過多）に加え、窒素プラズマによるダメージがTEM観察を困難にするという問題があることがわかってきた。そこで、ダメージの入りにくいCVD法を用いた研究にターゲットを変更し、ツイスト2層h-BN上へのグラフェン結晶成長をスタートした。2層h-BN上にナノグラフェンを成長できることを確認できており、学会報告も行った。h-BNは転写が難しいという問題もあるが、かなり条件最適化ができるようになってきた。これらの研究とともに、窒化物半導体へのグラフェンやMoS2の直接成長に関する研究も進め、化合物半導体と原子層材料とのファンデルワールスエピタキシー全般のメカニズムについて様々知見を得ており、関連する学会発表を9件報告した。

石墨烯上没有悬挂键的石墨烯的晶体生长（van der waals Esperataxy）与常规半导体外延生长不同，但是很难控制晶格匹配。相反，它存在一个问题，即很难控制平面方向的成核和扩散。这项研究旨在通过使用称为“摩尔超级晶格”的长期潜在的调制结构来克服上述困难，这是在将两个石墨烯层堆叠为驱动力时发生的。今年，我们继续使用MBE方法在扭曲的两层石墨烯上研究氮化物半导体晶体生长，还使用CVD方法研究了对扭曲的两层H-BN的石墨烯晶体生长的研究。尽管结果表明，当通过MBE方法进行INN晶体生长时，不同的堆叠角往往会发生变化，生长晶体的数量趋于变化，可以通过TEM观测来确定的样品数量很小，并且没有讨论角度依赖性。除了石墨烯本身的质量（域边界数量过多）之外，还发现氮血浆造成的损害使TEM观察变得困难。因此，我们将目标更改为使用CVD方法的研究，该方法不太可能造成损害，并开始在扭曲的两层H-BN上生长石墨烯晶体。已经确认可以在两层H-BN上生长纳米摄影，并在会议上提出了一份报告。尽管H-BN存在难以转录的问题，但条件已变得非常优化。除这些研究外，我们还研究了石墨烯和MOS2在氮化物半导体中直接生长的研究，从而获得了有关化合物半导体和原子层材料之间范德华同育的机制的各种知识，并在学术会议上报告了九种相关的表现。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

アルコールCVD法を用いたGaN上への酸化グラフェン成長

使用酒精 CVD 方法在 GaN 上生长氧化石墨烯

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
薮田翔平;河瀬流星;荒木努;毛利真一郎
通讯作者：
毛利真一郎

グラフェン上での InN MBE 成長における窒素プラズマ照射時間の検討

石墨烯上InN MBE生长过程中氮等离子体辐照时间的研究

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
松島健太;土井惇太郎;荒木努;毛利真一郎
通讯作者：
毛利真一郎

Surface Potential of MoS2 Depending on the Polarity of GaN Substrate Measured by Kelvin Probe Force Microscope

开尔文探针力显微镜测量的 MoS2 表面电位随 GaN 衬底极性的变化

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
R. Kaipeng;Y. Komichi;T. Araki and S. Mouri
通讯作者：
T. Araki and S. Mouri

CVD法によるGaN上への原子層半導体MoS２成長における基板極性の影響

衬底极性对CVD法在GaN上生长原子层半导体MoS2的影响

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
河瀬流星;流石新生;Rong Kaipeng;荒木努;毛利真一郎
通讯作者：
毛利真一郎

Surface Potential Measurement of MoS2 on Ga-face and N-face GaN substrates by KFM

利用 KFM 测量 Ga 面和 N 面 GaN 衬底上 MoS2 的表面电位

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
K. Rong;T. Araki;and S. Mouri
通讯作者：
and S. Mouri

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毛利真一郎其他文献

超伝導回路の深層学習応用

超导电路的深度学习应用

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
中山大輝;毛利真一郎;福田安莉;高林佑介;正直花奈子;三宅秀人;荒木努;川島滉太，石澤淳，高磊，徐学俊，土澤泰，相原卓磨，西川正，コングァンウェイ，山本宗継，山田浩治，小栗克弥;永井幹人，山口晋，藏谷乙矢;O. Chen
通讯作者：
O. Chen