課題番号 ：S-17-NM-0038
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：金属触媒を利用したガラス基板上におけるグラフェンの直接合成
Program Title (English) ：Direct synthesis of graphene on glass substrate by metal-induced crystallization
利用者名（日本語） ：都甲 薫
Username (English) ：K. Toko
所属名（日本語） ：筑波大学　数理物質系
Affiliation (English) ：Institute Applied Physivs, University of Tsukuba

１．概要（Summary）
　　絶縁基板上の多層グラフェンは、優れた電極材料や排熱材料としての応用が期待されている。多層グラフェンを合成する手法の一つとして、金属基板上でアモルファスカーボン（a-C）を熱処理する手法が知られている。今回、金属誘起層交換法により多層グラフェンを絶縁基板上に均一合成する手法を検討した。

２．実験（Experimental）
【利用した主な装置】
　　Leica Raman Microscope

【実験方法】
　　石英ガラス基板上に連続的にNi層50 nm、AlOx層1 nm、非晶質C層50 nm堆積した。この試料を熱処理（500～1000 ℃）することにより、多層グラフェンの合成を検討した。Niはウェットエッチングで除去した。

３．結果と考察 （Results and Discussion）
　　目視およびSEM観察から、基板が薄膜で被覆されていることが確認された。EDXによる元素分析の結果、膜中のNi残留量は検出限界（~1%）以下であり、形成層は炭素であることが確認された。ラマン分光測定により炭素膜を評価した結果、全ての熱処理温度において、グラフェン構造に起因する3つのピークが観測され、G/2Dピーク比から多層グラフェンであることが判明した。また、G/Dピーク比から、AlOx界面を挿入することで、多層グラフェンの結晶性が向上することが判明した。

４．その他・特記事項（Others）
　　使用した顕微ラマン分光装置についてマシントラブルがあったが、服部様、竹村様に迅速にご対応いただいた。また、実験担当の学生が自分で試料を評価できるなど、快適な装置利用環境を整備していただいた。

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
【論文】
[1] H. Murata, N. Saitoh, N. Yoshizawa, T. Suemasu, and K. Toko, Appl. Phys. Lett. 111, 243104 (2017).

【学会発表】
[1] H. Murata, K. Toko, T. Suemasu, The 8th International Symposium on Surface Science (ISSS-8) 4PA-39, Tsukuba, October 24, 2017.
[2] H. Murata, K. Toko, T. Suemasu, Tsukuba Global Science Week Interdisciplinary Workshop on Science and Patents 2017 IWP019, Tsukuba, September 26, 2017. （講演奨励賞受賞）
[3] [招待講演] 都甲 薫, 第2回界面ナノ科学研究会,静岡, Jan. 10 (2018).
[4] 村田 博雅，都甲 薫，末益 崇, 第6回結晶工学未来塾, 東京大学, November 2 (2017).（講演奨励賞受賞）
[5] 村田 博雅, 都甲 薫, 末益 崇, 第78回応用物理学会秋季学術講演会 8a-C19-9, 福岡, September 8 (2017).

６．関連特許（Patent）
なし