グラフェンの成長とシリコンウェーハへの付着

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シンガポール国立大学の研究者らは、グラフェンをシリコンウエハー上に成長プロセスによって成膜し、材料の面間転写の効果を高めるプロセスを発表した。グラフェンは、水の膜付着と同様に、シリコン表面に指数関数的に広がり、表面を完全にコーティングする。このプロセスは、グラフェンを技術的に利用するために付着させる方法に革命をもたらす。

シリコンウェハー上のグラフェン

この新しいプロセスは、グラフェンをシリコンウエハーやチップに転写するだけでなく、複製する初めての方法である。これは、液状のグラフェンをシリコンの上に転がし、塗布した後に乾燥させるという業界標準の塗装方法とは一線を画すものである。この標準的な方法は、最大30インチの長さのグラフェンシートを開発するために使用されるが、不純物や欠陥が積層プロセスで形成されることによって問題を引き起こした。折り目、ひび割れ、しわは標準的な問題であり、より信頼性の高い方法がなかったため、製品ロスを許容していた。これが今、成長転写法によって変わった。

このプロセスでは、グラフェンの種をシリコン基盤に付着させ、その後、自然なパラメータで指数関数的に成長させて空間を埋める。グラフェンはほとんど有機反応として作用し、成長媒体全体に広がってシリコン表面を覆いコーティングする。このプロセスは、ロールオンプロセスで添加される不純物を減らし、新しい表面領域を形成する際にグラフェンに優位性を与える。今回のボーナス研究は、主にシリコンの接着に焦点を当てたものだが、グラフェンが他の材料の成長用接着剤として利用できる可能性を示唆している。

プディングの証明

調査・実験段階では、グラフェンの薄いリボンをシリコンのベース構造に貼り付け、原子間力顕微鏡を利用して成長の可能性をとらえた。同時に、成長する表面板に電極を通して電荷を流し、導電性を測定した。この同時実験では、このプロセスで導電性の損失がないことが示され、このプロセスが、これまで使用されてきたロール・アンド・ドライ法に代わる実行可能な解決策となることが実証された。

シリコンウエハー上にグラフェンを配置するこの新しいプロセスは、間違いなく業界に革命を起こすだろう。不純物の制限、塗布にかかる労働時間の短縮、塗布時間の短縮による収益性の向上など、すぐに実現できる利点がある。

Chin Trento

イリノイ大学で応用化学の学士号を取得。彼の学歴は、多くのトピックにアプローチするための幅広い基盤となっている。スタンフォード・アドバンスト・マテリアルズ（SAM）で4年以上にわたり先端材料の執筆に携わる。彼がこれらの記事を書く主な目的は、読者に無料で、しかも質の高いリソースを提供することである。誤字、脱字、見解の相違など、読者からのフィードバックを歓迎する。

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