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グラフェン素材の製造方法及びグラフェン素材 新技術説明会

国内特許コード P130009020
整理番号 10034
掲載日 2013年4月9日
出願番号 特願2011-131743
公開番号 特開2012-144419
登録番号 特許第5783526号
出願日 平成23年6月14日(2011.6.14)
公開日 平成24年8月2日(2012.8.2)
登録日 平成27年7月31日(2015.7.31)
優先権データ
  • 特願2010-284762 (2010.12.21) JP
発明者
  • 成塚 重弥
  • 丸山 隆浩
出願人
  • 学校法人 名城大学
発明の名称 グラフェン素材の製造方法及びグラフェン素材 新技術説明会
発明の概要 【課題】剥離しにくい電極端子を有する所望形状のグラフェン素材を容易に作製する。
【解決手段】まず、基板本体12を用意し、その基板本体12の全面にNiの結晶層14を成膜する。続いて、リソグラフィ法により結晶層14をジグザグ状にパターニングし、触媒金属層16とする。次に、触媒金属層16に対してアセチレンとアルゴンとの混合ガスによりC原子を供給する。すると、グラフェンは触媒金属層16上に形成されるため、触媒金属層16と同じ形状つまりジグザグ状となる。次に、ジグザグ状のグラフェンの両末端に四角形の電極端子18,20を取り付ける。電極端子18,20は、下地をなすTi層とMo,Ni,Ta及びWからなる群より選ばれた金属を主成分とする保護層とをこの順で積層した構造を持つ。その後、触媒金属層16を酸性溶液で溶かし、グラフェンをグラフェン素材10として取り出す。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


グラフェンは、炭素原子の六員環が単層で連なって平面状になった二次元材料である。このグラフェンは、電子移動度がシリコンの100倍以上と言われている。近年、グラフェンをチャネル材料として利用したトランジスタが提案されている(特許文献1参照)。特許文献1では、絶縁基板上に、絶縁分離膜で分離された触媒膜パターンを形成し、その触媒膜パターン上にグラフェンシートを成長させたあと、そのグラフェンシートの両側にドレイン電極及びソース電極を形成すると共に、グラフェンシート上にゲート絶縁膜を解してゲート電極を形成している。ここで、触媒膜パターンは絶縁膜で分離されているが、グラフェンシートは触媒膜パターンの端では横方向に延びることから、絶縁分離膜の両側の触媒膜パターンからグラフェンシートが延びて絶縁分離膜上でつながった構造が得られると説明されている。

産業上の利用分野


本発明は、グラフェン素材の製造方法及びグラフェン素材に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
(a)グラフェン化を促進する機能を有する所定形状の触媒金属層を基板本体上に形成する工程と、
(b)前記触媒金属層の表面に炭素源を供給してグラフェンを成長させる工程と、
(c)前記触媒金属層から前記グラフェンをグラフェン素材として取り出す工程と、
を含み、
前記工程(c)で前記グラフェンをグラフェン素材として取り出す前又は後に、下地をなすTi層とMo,Ni,Ta及びWからなる群より選ばれた金属を主成分とする保護層とをこの順で積層した構造を持つ電極端子を形成する、
グラフェン素材の製造方法。

【請求項2】
前記工程(a)では、前記触媒金属層として一筆書きが可能な形状のものを形成する、請求項1に記載のグラフェン素材の製造方法。

【請求項3】
前記工程(a)では、前記一筆書きが可能な形状はジグザグ状、渦巻き状又は螺旋状である、請求項2に記載のグラフェン素材の製造方法。

【請求項4】
前記工程(c)では、前記触媒金属層からジグザグ状、渦巻き状又は螺旋状のグラフェンを取り出したあと両端を把持して伸ばすことにより線状のグラフェン素材を得る、請求項2又は3に記載のグラフェン素材の製造方法。

【請求項5】
前記工程(c)では、前記触媒金属層から前記グラフェン素材として取り出すにあたり、前記触媒金属層を溶かして前記グラフェン素材を取り出すか、又は、前記触媒金属層から前記グラフェン素材を引き剥がす、請求項1~4のいずれか1項に記載のグラフェン素材の製造方法。

【請求項6】
前記電極端子として、前記Ti層と前記保護層とAu又はSnからなる表層とをこの順で積層した構造を持つものを形成する、
請求項1~5のいずれか1項に記載のグラフェン素材の製造方法。

【請求項7】
ジグザグ状、渦巻き状又は螺旋状の自立したグラフェン素材であって、
両端に、下地をなすTi層とMo,Ni,Ta及びWからなる群より選ばれた金属を主成分とする保護層とをこの順で積層した構造を持つ電極端子を有する、
グラフェン素材。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2011131743thum.jpg
出願権利状態 登録


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