TOP > 国内特許検索 > グラフェン素材の製造方法

グラフェン素材の製造方法

国内特許コード P130009021
整理番号 10033
掲載日 2013年4月9日
出願番号 特願2011-149418
公開番号 特開2012-144420
登録番号 特許第5783529号
出願日 平成23年7月5日(2011.7.5)
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
発明の概要 【課題】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。さらに、触媒金属層16の側面にTiを形成してこれをマスク材17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、Ni表面は(111)面に再配列されると共に、供給されたC原子は六角格子を形成してグラフェンが成長していく。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18,20を取り付ける。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介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

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と該触媒金属層の側面をマスクするマスク材と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所定形状のグラフェンをグラフェン素材として取り出す工程と、
を含むグラフェン素材の製造方法。

【請求項2】
前記工程(a)では、前記基板本体上に前記所定形状の触媒金属層を形成し、次に前記基板本体上に、前記触媒金属層が埋設されるようにマスク層を形成し、前記マスク層のうち前記触媒金属層と対向する部分以外の部分を覆うようにレジストパターンを形成したあと、前記マスク層のエッチングを行うことにより、前記触媒金属層の側面を前記マスク材でマスクする、
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、前記基板本体の全面を被覆する触媒金属製の全面被覆層を形成し、次に該全面被覆層の上に前記所定形状と同形状のレジストパターンを形成したあと、前記全面被覆層のエッチングを行うことにより、前記基板本体上に前記所定形状の触媒金属層を形成し、次に前記触媒金属層の上に前記レジストパターンを残した状態で、前記基板本体及び前記レジストパターンの上に前記触媒金属層よりも厚く前記触媒金属層と前記レジストパターンとの厚さの和よりも薄いマスク層を形成し、次に前記レジストパターンと前記レジストパターン上のマスク層とを除去することにより、前記触媒金属層の側面を前記マスク材でマスクする、
請求項1に記載のグラフェン素材の製造方法。

【請求項4】
前記マスク材は、絶縁物であるか、又は、前記触媒金属層と比較して触媒作用が低く炭素の溶解度が低い金属、である、請求項1~3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5】
(a)基板本体の全面を被覆する触媒金属製の全面被覆層を形成し、次に前記全面被覆層の表面に所定形状とネガの関係にある形状のマスク材を形成する工程と、
(b)前記マスク材を形成した前記全面被覆層の表面に炭素源を供給して前記マスク材が形成されていない部分にグラフェンを成長させる工程と、
(c)前記全面被覆層から前記所定形状のグラフェンをグラフェン素材として取り出す工程と、
を含むグラフェン素材の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2011149418thum.jpg
出願権利状態 登録


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close