JP2014518827A5 - グラフィンのｎ−ドーピング方法、グラフィン、素子及びｐ−ｎ接合ダイオード - Google Patents
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Description
一具現例において、前記グラフィンをｎ−ドーピングする段階は、前記ｎ−型ドーパントを含むドーピング溶液を前記グラフィン上に滴下して液状ドーピング層を形成することを含むことができるが、これに制限されるものではない。
図１は、本願の一具現例において、ｎ−型ドーパントを含むドーピング溶液を用いてグラフィンをドーピングする方法を説明する図である。より具体的に、ｎ−型ドーパントを含むドーピング溶液をグラフィン上に滴下して液状ドーピング層を形成することで、前記グラフィンをドーピングすることができる。例示的な具現例において、前記ドーパントがＮａＢＨ４である場合、前記ＮａＢＨ４ドーパントを溶解するためにジメトキシエチルエーテルのような溶媒を用いてドーピング溶液を製造することができる。滴下されるドーピング溶液は、前記グラフィンとの表面張力によって前記グラフィンを充分に覆うまで落として反応させ、用いられるドーパントの還元性の程度に応じて、前記ドーピング時間を数秒〜数分間調節して行う。
一具現例において、前記ｎ−型ドーパントはアミン化合物または還元性物質を含むことができるが、これに制限されるものではない。前記アミン化合物は、当業界においてドーピングのために通常的に用いられるアミン化合物であれば制限なしに使用可能であり、例えば、アンモニア（ＮＨ３）、ヒドラジン（ＮＨ２ＮＨ２）、ピリジン（Ｃ５Ｈ５Ｎ）、ピロル（Ｃ４Ｈ５Ｎ）、アセトニトリル（ＣＨ３ＣＮ）、トリエタノールアミン、アニリン、及びこれらの組合からなる群から選択されることを含むものであることができるが、これに制限されない。また、前記還元性物質は、ドーピングのために当業界において通常的に用いられるものであれば制限なしに使用可能であり、例えば、前記還元性物質は、ＮａＢＨ４、ＬｉＡｌＨ ４、ハイドロキノン（Ｈｙｄｒｏｑｕｉｎｏｎｅ）、及びこれらの組合からなる群から選択されるものを用いることができるが、これに制限されるものではない。
また、本願の一具現例において用いられるｎ−型ドーパントとしては、還元性物質を用いることができる。還元性物質とは、自分自身は酸化しながら他の物質を還元させる物質を言い、これは結局、自分の電子を他の物質に伝達する性質が強い物質を意味するところ、本願では、このような還元性物質の電子をグラフィンに伝達することで、グラフィンをｎ−ドーピングさせようとする。前記還元性物質の非制限的な例示として、ＮａＢＨ４、ＬｉＡｌＨ ４、ハイドロキノン（Ｈｙｄｒｏｑｕｉｎｏｎｅ）、及びこれらの組合からなる群から選択されることを用いることができる。前述したように、本願では、孤立電子対が外部に露出されているアミン化合物や還元性物質をドーパントとして用いて、前記ドーパントが無くした電子をグラフィンに伝達することで、前記グラフィンに剰余電子を生成し、フェルミ準位が高くなるようになるので、結局ｎ−型グラフィンを形成することができる。
Claims (10)
- 基材上に炭素ソースを含む反応ガス及び熱を提供して反応させることで、前記基材上にグラフィンを成長させる段階と、
ｎ−型ドーパントを含むドーピング溶液、またはｎ−型ドーパントを含む蒸気により、前記グラフィンをｎ−ドーピングする段階と、
を含み、
前記ｎ−型ドーパントを含むドーピング溶液によって前記グラフィンをｎ−ドーピングする段階は、前記ｎ−型ドーパントを含むドーピング溶液を前記グラフィン上に滴下して液状ドーピング層を形成することを含むものであり、
前記ｎ−型ドーパントを含む蒸気によって前記グラフィンをｎ−ドーピングする段階は、前記基材上に成長されたグラフィンを反応チャンバ内に装着し、前記反応チャンバ内に前記ｎ−型ドーパントを含む蒸気を供給することを含むものである、
グラフィンのｎ−ドーピング方法。 - 前記ｎ−型ドーパントは、アミン化合物または還元性物質を含むものである、
請求項１に記載のグラフィンのｎ−ドーピング方法。 - 前記アミン化合物は、アンモニア（ＮＨ３）、ヒドラジン（ＮＨ２ＮＨ２）、ピリジン（Ｃ５Ｈ５Ｎ）、ピロル（Ｃ４Ｈ５Ｎ）、アセトニトリル（ＣＨ３ＣＮ）、トリエタノールアミン、アニリン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されることを含むものである、
請求項２に記載のグラフィンのｎ−ドーピング方法。 - 前記還元性物質は、ＮａＢＨ４、ＬｉＡｌＨ ４、ハイドロキノン類（Ｈｙｄｒｏｑｕｉｎｏｎｅｓ）、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されることを含むものである、
請求項２又は請求項３に記載のグラフィンのｎ−ドーピング方法。 - 前記基材は、透明性、柔軟性、及び延伸可能性の中の１つ以上の特性を有するものである、
請求項１から請求項４までの何れか一項に記載のグラフィンのｎ−ドーピング方法。 - 前記基材は、触媒層を更に含むものである、
請求項１から請求項５までの何れか一項に記載のグラフィンのｎ−ドーピング方法。 - 前記グラフィンは、単一層または複数層のグラフィンを含むものである、
請求項１から請求項６までの何れか一項に記載のグラフィンのｎ−ドーピング方法。 - 請求項１から請求項７までの何れか一項に記載のグラフィンのｎ−ドーピング方法により製造されるｎ−ドーピングされたグラフィン。
- 請求項８に記載のｎ−ドーピングされたグラフィンを含む素子。
- 請求項８に記載のｎ−ドーピングされたグラフィンを含む、ｐ−ｎ接合ダイオード。
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