1/28 グラフェン系材料の基礎、高機能化技術および応用への展開

(国研)産業技術総合研究所 ナノカーボン材料研究部門 上級主任研究員　山田 貴壽　氏

＜研究内容＞
グラフェン、窒化ホウ素、ダイヤモンド、CVD、ドーピング、電気特性評価、仕事関数、透明導電膜、バリア膜、センサー、電子材料

　ナノ炭素材料の一つであるグラフェンは、キャリア移動度がSiの100倍以上、熱伝導率が銅の10倍以上等の優れた物性を持つことから、省エネで軽量な電子・光デバイス・部素材や高感度センサへの応用が研究されています。さらに、原子数層の薄さのため食品ロスやインフラ技術に貢献するフレキシブルなバリア膜・保護膜として期待されています。ここ数年で、グラフェンの量産技術や高機能化、用途開発等において大きく進展しています。

　しかし、グラフェンは原子層であるために扱いが困難です。本セミナーでは、グラフェンの特徴や合成方法、CVDグラフェン特有の転写技術、物性を引き出す構造作製の要素技術を、実験室レベルでの扱い方も含めて解説します。さらに、ドーピングや高移動度化技術、グラフェンの非破壊評価技術や画像解析技術を紹介し、透明導電膜や電子デバイス、エネルギー分野、放熱部材への展開を説明します。最後に、実用化への課題や今後への期待を述べます。

＜得られる知識・技術＞
・グラフェンのCVD合成技術
・CVDグラフェンの転写技術
・グラフェンの評価技術・検査技術
・グラフェンへのドーピング技術
・グラフェンの積層化技術
・グラフェンの応用展開

＜プログラム＞
１．グラフェンの特徴
　1.1 電気的特性
　1.2 光学的特性
　1.3 熱特性
　1.4 バリア性

２．グラフェン形成・合成技術
　2.1 機械剥離法
　2.2 酸化グラフェンの還元法
　2.3 熱CVD法
　2.4 プラズマCVD法
　2.5 実験室での具体例
　2.6 連続CVD合成技術

３．CVDグラフェンの転写技術
　3.1 実験室での具体例
　3.2 大面積転写技術・連続転写技術

４．グラフェンの評価技術
　4.1 ラマン分光法による欠陥・層数・応力の評価
　4.2 バックゲート型FET構造を用いた電気特性評価

５．グラフェンの高機能化技術
　5.1 CVDグラフェンへのドーピング技術
　5.2 CVDグラフェンの加工技術
　5.3 CVDグラフェンへの高移動度化技術
　5.4 酸化グラフェンの構造制御技術

６．グラフェンの応用
　6.1 透明導電膜
　6.2 バリア膜・保護膜
　6.3 デバイス・センサ応用
　6.4 エネルギー分野応用探索
　6.5 放熱分野応用探索

７．グラフェン産業化へ向けた分析技術と課題

８．まとめ

　　□質疑応答□

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