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METHOD FOR PRODUCRING GRAPHENE MATERIAL

Patent code P130009021
File No. 10033
Posted date Apr 9, 2013
Application number P2011-149418
Publication number P2012-144420A
Patent number P5783529
Date of filing Jul 5, 2011
Date of publication of application Aug 2, 2012
Date of registration Jul 31, 2015
Priority data
  • P2010-284762 (Dec 21, 2010) JP
Inventor
  • (In Japanese)成塚 重弥
  • (In Japanese)丸山 隆浩
Applicant
  • (In Japanese)学校法人名城大学
Title METHOD FOR PRODUCRING GRAPHENE MATERIAL
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To easily prepare a graphene material having a desired shape.
SOLUTION: First of all, a substrate body 12 is prepared, and an Ni crystal layer 14 is deposited on the whole surface of the substrate body 12. Successively, the crystal layer 14 is patterned into a zigzag shape by a lithography method to form a catalytic metal layer 16. Further, Ti is formed on the side face of the catalytic metal layer 16 and used as a masking material 17. Then, C atoms are supplied to the catalytic metal layer 16 by mixed gas of acetylene and argon. Thereby, the Ni surface is rearranged to the (111) surface, and the supplied C atoms form a hexagonal lattice to thereby grow graphene. The graphene is formed on the catalyst metal layer 16, to thereby form the same shape as the catalyst metal layer 16, namely, a zigzag shape. Then, quadrangle electrodes 18, 20 are mounted on both terminals of the zigzag graphene. Thereafter, the catalytic metal layer 16 is dissolved by acidic solution, and the graphene is taken out as a graphene material 10.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、グラフェン素材の製造方法

Scope of claims (In Japanese)
【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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2011149418thum.jpg
State of application right Registered
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