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薄膜のポリマー化境 誠司; 谷本 久典*; 松本 吉弘; 圓谷 志郎; 大伴 真名歩; 新井 大二朗
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C分子が共有結合したCポリマーは特異な電子状態を持つことから、Cポリマー膜では通常のC膜とは異なる物性の発現が期待されている。C分子は光照射や高温高圧保持,電子線照射など種々の方法によってポリマー化することが知られており、中でも光照射法は作製コストやポリマー領域の制御といった点で有利である。しかしC膜への光の侵入長は数十nm程度であるため、成膜後に光照射した膜ではポリマー化は表面近傍のみであり、均質な膜とはならない。本研究では成膜中にその場紫外光照射することで膜厚約300nmのポリマー化C厚膜を作製し、XRD解析及びラマン散乱測定を行った。ポリマー化したC膜は最大4%程度格子が収縮しており、一般に光照射で生成するとされるC二量体よりも重合度の高い六量体程度のポリマーが生成していることが示唆された。
薄膜の重合状態と電気的特性境 誠司; 新井 大二朗; 谷本 久典*; 大伴 真名歩; 圓谷 志郎; 松本 吉弘
no journal, ,
C分子が共有結合したCポリマーは特異な電子状態を持つことから、電気伝導性の上昇など通常のC膜とは異なる物性の発現が期待されている。C分子は光照射や高温高圧保持など種々の方法によってポリマー化することが知られており、中でも光照射法は作製コストやポリマー領域の制御といった点で有利である。しかしC膜への光の侵入長は数十nm程度であるため、従来からの成膜後に光照射を行う方法では、得られる膜厚が侵入長以下に制限されることや膜質の深さ方向への不均質が生じてしまう。本研究では成膜中にその場光照射することで厚さが300nmのCポリマー薄膜を作製し、X線回折(XRD), ラマン分光、及び原子間力顕微鏡(AFM)観察結果によりCの重合状態を調べた。さらにCポリマーを半導体層とする電界効果トランジスタ(FET)を作製し、電気伝導特性の評価を行った。
境 誠司; 松本 吉弘; 圓谷 志郎; 大伴 真名歩; 新井 大二朗; 谷本 久典*; 楢本 洋*
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近年、有機分子やナノカーボン物質を用いた分子スピントロニクスが注目されている。発表者らはグラフェンやフラレンなどのナノカーボン物質と磁性金属との界面に着目し、分光手法を用いることにより同界面の電子・スピン状態を明らかにしてきた。これらの成果を基にスピン素子を設計し、スピン輸送特性の探索を行っている。今回、C60-磁性金属グラニュラー薄膜およびグラフェンに関するスピン輸送特性・スピン分光の研究成果を発表する。C60-磁性金属グラニュラー薄膜では、巨大トンネル磁気抵抗効果を示すことを明らかにし、同効果がC60-磁性金属化合物/磁性金属微結晶界面における伝導電子の高スピン偏極率に起因することを明らかにした。また、グラフェン/磁性金属界面では、グラフェンとニッケル界面において数原子層内でニッケルのスピンが面内から面直に遷移することが明らかになった。
FETの作製と評価新井 大二朗; 谷本 久典*; 大伴 真名歩; 圓谷 志郎; 松本 吉弘*; 境 誠司
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C分子が互いに共有結合したポリマー化Cは通常のC分子とは電子構造が異なり、電気伝導性の上昇など通常のC膜とは異なる物性の発現が期待されている。講演者らは、ポリマー化Cの作製法について、均質な結晶質薄膜の成長やポリマー領域の制御性から薄膜デバイスへの応用に適した光照射法に着目し、光照射ポリマー化C薄膜をキャリア輸送層とするボトムコンタクト型電界効果トランジスタ(FET)を作成し、伝導特性を調査した。FETの電極に金を用いたポリマー化CFET素子では、通常のCを用いた先行研究の結果と比較して高い電子移動度(0.02cm
/Vs)が得られた一方で、金電極とポリマー化Cの界面で高い接触抵抗が生じることが明らかになった。これに対して、ポリマー化CFET素子の電極を金からグラフェンに変えることで、接触抵抗を著しく減少できることが明らかになった。本研究の結果から、ポリマー化Cの電子材料としての可能性に加えて、グラフェンがCなどナノ炭素材料の電極として優れた特性を示すことが明らかになった。