【研究分野】電子デバイス・電子機器

【研究領域課題番号】15H06204 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

自己組織化単分子膜 / 二硫化モリブデン / 電界効果トランジスタ / 界面特性 / 自己組織化 / ナノデバイス / 2次元材料 / マイクロ・ナノデバイス / 先端機能デバイス / 電子デバイス・機器

【研究成果の概要】

自己組織化単分子膜(Self-Assembled Monolayer:SAM)をゲート絶縁膜に用いたゲート絶縁膜技術を確立し、新機能を有する電子デバイス開拓に向けた異種材料の界面設計に関する研究を行った。ゲート絶縁膜は酸素プラズマによって形成したアルミニウム酸化膜とホスホン酸SAMの2層構造からなる。極薄膜厚かつ高い絶縁性を有する自己組織化単分子膜をゲート絶縁膜に用いることで、2V駆動のMoS2 FETsの作製に成功した。またId-Vg特性にヒステリシスは認められず、サブスレッショルドスロープも69 mV/decであることから、良好な界面特性をMoS2/SAM構造によって実現した。

【研究種目】研究活動スタート支援

【研究期間】2015-08-28 - 2017-03-31

【配分額】2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)

【研究分野】材料加工・処理

【研究領域課題番号】24560874 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ナノ材料 / 自己組織化 / 微細加工 / 脱濡れ / 熱凝集 / 結晶成長 / マイクロ・ナノデバイス / ナノデバイス / 局在表面プラズモン共鳴

【研究成果の概要】

二層（シード層促進）凝集現象を用い、自己組織化金属ナノ構造薄膜をスパッタ法により作製した。基板とAuやAg層の間に薄い金属シード層（Ti、Fe等）を挿入することで、熱凝集が促進され、良質なナノ構造（ドットやロッド）が形成されることを実証した。二層凝集法を用いると、 (1)薄膜と基板との付着力向上、(2)凝集温度の減少、(3)エピタキシャル成長の促進、(4)基板対称性を反映したナノ構造の形成がなされる。凝集促進のメカニズムは、主に薄膜全体の表面エネルギーの最小化と二層化による熱応力の増加によるものと考えられる。二層凝集法で作製したAu、Agナノドットの光学特性についても調べた。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)

【研究分野】生産工学・加工学

【研究領域課題番号】23360065 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

マイクロナノデバイス / 機械工作・生産工学 / 先端機能デバイス / ナノ材料 / 精密部品加工 / 自己組織化 / 光学特性 / マイクロ・ナノデバイス / 機械加工 / 超精密加工 / 光学機能 / マイクロアレイ / ナノインプリント / 薄膜モールド / ナノ・マイクロ加工 / ナノドット / 塑性加工 / ナノデバイス / 局在表面プラズモン共鳴 / インプリンティング / 薄膜

【研究成果の概要】

本研究は、数10nmレベルの金ナノドットアレイを製造するための低コストで効率的なプロセスを開発することを目的としている。本研究では以下の３つの成果を得た。本研究により、①超微細塑性加工法によるパターニングと焼鈍による自己組織化により直径10nmレベルの金ナノドットアレイを創出できることを示した。②パターニングにナノインプリント法を用いることにより効率的にナノドットアレイを作製できることを示した。③ナノドットアレイの光学的特性を評価し、工業的応用の可能性を示した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【配分額】19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円)

【研究分野】応用物性・結晶工学

【研究領域課題番号】20200004 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

結晶成長 / DNAコンピューター / 自己組織化 / フォトニック結晶 / メタマテリアル / ナノデバイス / 成膜プロセス / 相分離 / DNAコンピュータ / 薄膜プロセス / 製膜プロセス

【研究成果の概要】

核酸高分子による自己組織化原理に従って構造間結合のオン・オフをあらかじめプログラム可能なDNAプログラミングの手法とコロイド結晶成長理論に基づいて、革新的機能を有する新機能性薄膜を大面積、無欠陥に形成するプロセスを構築した。具体的には、電荷を有する基板上において荷電粒子(コロイド粒子、DNA集積体など)が対イオンを介して相互作用することによって、大面積かつ無欠陥の集積構造を発現することをはじめて明らかにした。さらにこの集積原理は、DNA構造体を用いたフォトニック結晶およびメタマテリアルとして知られる新奇な物性を発現する回路素子の成膜技術に応用できることを示した。

【研究種目】新学術領域研究(研究課題提案型)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】31,330千円 (直接経費: 24,100千円、間接経費: 7,230千円)