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講演抄録/キーワード
講演名 2021-10-27 14:00
層状構造を有する窒化炭素膜の化学気相堆積
浦上法之高島健介橋本佳男信州大CPM2021-28 エレソ技報アーカイブへのリンク:CPM2021-28
抄録 (和) グラファイト状窒化炭素(g-C3N4)は層状構造で半導体性質を示し、貴金属を用いない機能性材料の候補として有望である。本報告では、化学気相堆積(CVD)によるg-C3N4膜の作製とその電気的特性を検討した。さらに、それを利用したg-C3N4膜の電気電子素子としての可能性を検討した。メラミンを前駆体とした熱CVD法により、g-C3N4膜を配向させて堆積することに成功した。Raman分光分析から、トリアジン環およびヘプタジン環からなる面内結晶構造であることが分かった。g-C3N4膜の積層方向および面内方向に沿って電圧をそれぞれ印加したところ、流れる電流に大きな異方性が確認された。積層方向と比較して面内方向の抵抗が高く、一般的な層状物質とは逆の傾向を示した。積層方向に沿うキャリア輸送を利用したショットキーバリアダイオード(SBD)をCr/AuおよびAu電極により作製した結果、1 V程度で駆動する整流性を得ることに成功した。その特性を解析したところ、1.63 kΩの直列抵抗と344 meVのバリア高さであった。トップゲート素子を作製し積層方向に沿う電圧を印加しながら面内方向にも電圧を印加することで、面内方向に沿う電流を得ることができた。単純な素子構造で材料由来のキャリア輸送特性を利用したノーマリーオフ素子を実現することができた。 
(英) Graphitic carbon nitride (g-C3N4) exhibits semiconducting properties and is a promising candidate for use as a metal- free functional material. We investigated that the formation of crystalline g-C3N4 films using chemical vapor deposition (CVD). Then, the electronic transport and electronic device applications were demonstrated. Highly ordered g-C3N4 films were deposited by thermal CVD using melamine precursor. The in-plane structure comprising of triazin and heptazine units was confirmed by Raman spectroscopy. Electronic transport in g-C3N4 depends on the crystal orientation, resulting in the anisotropic characteristics of low out-of-plane and high in-plane resistivity. For out-of-plane device, the Schottky barrier diode (SBD) with a Cr/Au Schottky contact and Au Ohmic contact exhibited rectifying behavior with a turn-on voltage of ∼1.0 V and estimated series resistance and barrier height at the interface of 1.63 kΩ and 344 meV, respectively. In-plane carrier transport control was carried out by the top-gate device was achieved only when the negative bias voltage was applied along the out-of-plane direction, indicating the realization of the normally off switch that utilizes the intrinsic transport characteristics and a simple device structure.
キーワード (和) 窒化炭素 / 層状物質 / 熱化学気相堆積(CVD) / キャリア輸送特性 / / / /  
(英) Carbon nitride / Layered materials / Thermal chemical vapor deposition (CVD) / Carrier transport characteristics / / / /  
文献情報 信学技報, vol. 121, no. 220, CPM2021-28, pp. 31-35, 2021年10月.
資料番号 CPM2021-28 
発行日 2021-10-20 (CPM) 
ISSN Online edition: ISSN 2432-6380
著作権に
ついて
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します.(許諾番号:10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034)
PDFダウンロード CPM2021-28 エレソ技報アーカイブへのリンク:CPM2021-28

研究会情報
研究会 CPM  
開催期間 2021-10-27 - 2021-10-27 
開催地(和) オンライン開催 
開催地(英) Online 
テーマ(和) 機能性材料(半導体、磁性体、誘電体、透明導電体・半導体、等)薄膜プロセス/材料/デバイス,一般 
テーマ(英) Functional materials (semiconductors, magnetic materials, dielectrics, transparent conductors / semiconductors, etc.) thin film processes / materials / devices, etc. 
講演論文情報の詳細
申込み研究会 CPM 
会議コード 2021-10-CPM 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) 層状構造を有する窒化炭素膜の化学気相堆積 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Chemical vapor deposition of layered carbon nitride film 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) 窒化炭素 / Carbon nitride  
キーワード(2)(和/英) 層状物質 / Layered materials  
キーワード(3)(和/英) 熱化学気相堆積(CVD) / Thermal chemical vapor deposition (CVD)  
キーワード(4)(和/英) キャリア輸送特性 / Carrier transport characteristics  
キーワード(5)(和/英) /  
キーワード(6)(和/英) /  
キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 浦上 法之 / Noriyuki Urakami / ウラカミ ノリユキ
第1著者 所属(和/英) 信州大学 (略称: 信州大)
Shinshu University (略称: Shinshu Univ.)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 高島 健介 / Kenshuke Takashima / タカシマ ケンスケ
第2著者 所属(和/英) 信州大学 (略称: 信州大)
Shinshu University (略称: Shinshu Univ.)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 橋本 佳男 / Yoshio Hashimoto / ハシモト ヨシオ
第3著者 所属(和/英) 信州大学 (略称: 信州大)
Shinshu University (略称: Shinshu Univ.)
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講演者 第1著者 
発表日時 2021-10-27 14:00:00 
発表時間 20分 
申込先研究会 CPM 
資料番号 CPM2021-28 
巻番号(vol) vol.121 
号番号(no) no.220 
ページ範囲 pp.31-35 
ページ数
発行日 2021-10-20 (CPM) 


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