高温プロセスによる新素材の展開

[1103] Synthesis and Growth Mechanism of Graphene and Related 2D Materials by Thermal CVD Process

^○吾郷浩樹^1,2 (1.九州大学先導物質化学研究所, 2.JSTさきがけ)

司会:武部博倫(愛媛大学)

Keywords:CVD, グラフェン, 遷移金属カルコゲナイド, デバイス, エピタキシー

究極的な二次元材料であるグラフェンは、極めて高いキャリア移動度をはじめとして、機械的柔軟性、光透過性など優れた特徴を示し、フレキシブルで透明なトランジスタ、電極、センサーなどへの応用が期待されている。これらの応用のためには高結晶性で大面積のグラフェンが必要であり、近年は金属薄膜を触媒とした化学気相成長（CVD）法が有力な合成法となっている。本講演では、我々が行ってきたエピタキシャル金属薄膜上での高品質グラフェンのCVD成長について紹介する。これは、サファイアc面などの単結晶基板上にCu(111)薄膜などを堆積させ、高品質のグラフェンを方位を制御しながら合成することを目指したものである。講演では触媒上でのCVD成長のメカニズムやグレイン構造について、物性と関連させながら議論する。この他にもグラフェンナノリボンや二層グラフェンなど、より高度に制御したグラフェン構造体の取り組みについても述べる。また、最近では、遷移金属カルコゲナイドなど層状物質の二次元原子膜が大きな注目を集めるようになっており、我々のグラフェン-MoS₂ヘテロ構造体の直接CVD成長や機能化についても紹介する。