レーザー技術が次世代エレクトロニクスでのグラフェン利用の可能性を拓く

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2019/5/30 アメリカ合衆国・パデュー大学

 (Laser technique could unlock use of tough material for next-generation electronics)

Cheng graphene

・ パデュー大学がミシガン大学と中国・華中科技大学と共同で、レーザーを使用してグラフェンにワイドバンドギャップを付与する技術を開発。
・ 2004 年に発見されたグラフェンは、極めて薄く、強度が鋼鉄の 100 倍で伝熱・導電性に優れ、高速エレクトロニクスの実現に期待される 2D 材料。シリコンを代替して同材料をトランジスタとして使用するには、電流の通電と遮断の切り替えを可能にするバンドギャップの付与が不可欠。
・ 今回、レーザーショックインプリンティングと呼ばれる技術を用いて、グラフェンに 2.1eV の記録的なワイドバンドギャップを持たせることに成功。シリコン半導体のように機能するには、最低でも 0.5eV(前回記録)のバンドギャップが必要となる。
・ 同レーザー技術は、化学物質によるドーピングのようにグラフェン自体に影響を与えずに、ひずみ誘起によりグラフェンの原子と電子構造を変化させる。レーザー強度を変えることで、バンドギャップを調節できる。
・ ワイドバンドギャップを維持するだけでなく、0~2.1eV でギャップ幅が調整できるため、利用先に適したグラフェン特性が選択できるようになる。
・ 半導体デバイスへの導入は先となるが、同技術はグラフェンの光学、磁性、熱特性の活用の幅を広げるものと考える。
・ 本研究は、米国科学財団(NSF)や全米研究評議会(NRC) Senior Research Associateship を始めとする複数の組織が支援した。
URL: https://www.purdue.edu/newsroom/releases/2019/Q2/laser-technique-could-unlock-useof-tough-material-for-next-generation-electronics.html

(関連情報)

Advanced Materials 掲載論文(アブストラクトのみ:全文は有料)
Asymmetric 3D Elastic–Plastic Strain‐Modulated Electron Energy Structure in Monolayer Graphene by Laser Shocking
URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201900597

<NEDO海外技術情報より>

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