JP2018035010A - Production method of multi-layer graphene and multi-layer graphene laminate - Google Patents

Production method of multi-layer graphene and multi-layer graphene laminate Download PDF

Info

Publication number
JP2018035010A
JP2018035010A JP2016167043A JP2016167043A JP2018035010A JP 2018035010 A JP2018035010 A JP 2018035010A JP 2016167043 A JP2016167043 A JP 2016167043A JP 2016167043 A JP2016167043 A JP 2016167043A JP 2018035010 A JP2018035010 A JP 2018035010A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
multilayer graphene
carbon
film
metal
metal film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016167043A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6723603B2 (en
Inventor
薫 都甲
Kaoru Toko
薫 都甲
崇 末益
Takashi Suemasu
崇 末益
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Tsukuba NUC
Original Assignee
University of Tsukuba NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Tsukuba NUC filed Critical University of Tsukuba NUC
Priority to JP2016167043A priority Critical patent/JP6723603B2/en
Publication of JP2018035010A publication Critical patent/JP2018035010A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6723603B2 publication Critical patent/JP6723603B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method of multi-layer graphene according to a novel method called layer exchange process.SOLUTION: A production method of the multi-layer graphene includes: a metal film forming step for forming a metal film by forming a metal dissolvable in carbon without forming a compound with carbon on an arbitrary substrate; a carbon film forming step of forming an amorphous carbon film on the metal film; a layer exchange step of exchanging layers of the metal film and the carbon film and of crystallizing the carbon film by heating the laminate in which the substrate, the metal film, and the carbon film are sequentially laminated; and a removing step of removing the metal film exposed on a surface by the layer exchange step.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、多層グラフェンの製造方法及び多層グラフェン積層体に関する。   The present invention relates to a method for producing multilayer graphene and a multilayer graphene laminate.

グラフェンは、安価な炭素で構成され、高い電気伝導性、高い熱伝導性、高い機械的強度を有する。そのため、高速トランジスタ、センサ、透明電極、大規模集積回路(LSI)用配線、キャパシタ、排熱材など、様々な分野での応用が期待されている。   Graphene is composed of inexpensive carbon and has high electrical conductivity, high thermal conductivity, and high mechanical strength. Therefore, application in various fields such as high-speed transistors, sensors, transparent electrodes, large-scale integrated circuit (LSI) wiring, capacitors, and heat exhaust materials is expected.

このようなグラフェンにより構成される多層グラフェンは、グラフェン特有の性質を引き継ぎつつ、特有の性質を示し、注目が集まっている。例えば、多層グラフェンの電気伝導性や熱伝導性はグラフェンより優れると言われている。   Multilayer graphene composed of such graphene has been attracting attention because it exhibits unique properties while inheriting the unique properties of graphene. For example, it is said that multilayer graphene has better electrical conductivity and thermal conductivity than graphene.

ここで、多層グラフェンとは、グラフェンが複数層層状に重なったものを意味する。多層グラフェンは、広義では、グラファイトを含む。層厚がμm〜mm単位になるとグラファイトと表現され、それ以下だと多層グラフェンと表現されることが多い。   Here, the multilayer graphene means a graphene layered in a plurality of layers. Multilayer graphene includes graphite in a broad sense. When the layer thickness is in units of μm to mm, it is expressed as graphite, and when it is less than that, it is often expressed as multilayer graphene.

多層グラフェンの製造方法として、機械的剥離(転写)法、SiC表面熱分解法、金属箔上熱CVD法等が知られている。非特許文献1には、機械的剥離(転写)法によりカーボンフィルムを作製する方法が記載されている。また非特許文献2には、カーボン膜上に金属触媒を積層し、金属触媒の触媒反応により多層グラフェンを作製する方法が記載されている。   As a method for producing multilayer graphene, a mechanical peeling (transfer) method, a SiC surface thermal decomposition method, a thermal CVD method on a metal foil, and the like are known. Non-Patent Document 1 describes a method of producing a carbon film by a mechanical peeling (transfer) method. Non-Patent Document 2 describes a method of laminating a metal catalyst on a carbon film and producing multilayer graphene by a catalytic reaction of the metal catalyst.

特開2015−018882号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-018882

K. S. Novoselov et al., Science 306 (2004) 666.K. S. Novoselov et al., Science 306 (2004) 666. K Gumi et al., Japanese Journal of Applied Physics 51 (2012) 06FD12-1.K Gumi et al., Japanese Journal of Applied Physics 51 (2012) 06FD12-1. M Sato et al., Japanese Journal of Applied Physics 51 (2012) 04DB01-1.M Sato et al., Japanese Journal of Applied Physics 51 (2012) 04DB01-1.

多層グラフェンの応用用途の中でも、電極、LSI配線、排熱材等としての利用では、より大容量の電気・熱を取り扱える、すなわち大量の電気や熱を流すことができる必要がある。より大容量の電気・熱を取り扱う為には、グラフェン膜の多層化及び結晶性の高さが求められる。また基板となるガラスやLSIチップ上に形成するため、基板が耐熱可能な低温の温度領域での合成が求められている。   Among the application uses of multilayer graphene, for use as an electrode, LSI wiring, heat exhaust material, etc., it is necessary to handle a larger amount of electricity / heat, that is, to be able to flow a large amount of electricity / heat. In order to handle a larger amount of electricity and heat, the graphene film is required to have multiple layers and high crystallinity. In addition, since it is formed on a glass or LSI chip as a substrate, there is a demand for synthesis in a low temperature range where the substrate can withstand heat.

しかしながら、非特許文献1〜3のいずれの方法を用いても、低温で高品質な多層グラフェンを得ることができなかった。   However, using any of the methods described in Non-Patent Documents 1 to 3, high-quality multilayer graphene could not be obtained at low temperatures.

非特許文献1に記載の方法では、再現性良く多層グラフェンを得ることができない。また転写プロセスは、非常に繊細な作業を要する。そのため、転写プロセスにおいてグラフェンの表面を汚染したり、グラフェンに欠陥やしわができる場合があり、多層グラフェンの大規模生産は不可能である。   With the method described in Non-Patent Document 1, multilayer graphene cannot be obtained with good reproducibility. The transfer process requires very delicate work. Therefore, the surface of graphene may be contaminated in the transfer process, or defects or wrinkles may be generated in the graphene, so that large-scale production of multilayer graphene is impossible.

また非特許文献2及び3に記載の方法では、600℃を超える高温加熱が必要であり、低温で作製することができない。市販のガラスの軟化温度が550℃程度であり、利用できる基板の種類が限定されてしまう。また触媒反応を利用した方法では、多層グラフェンの結晶性及び結晶配向性が充分とは言えず、高品質な多層グラフェンを得ることができない。   Further, the methods described in Non-Patent Documents 2 and 3 require high-temperature heating exceeding 600 ° C., and cannot be produced at a low temperature. The softening temperature of commercially available glass is about 550 ° C., and the types of substrates that can be used are limited. In addition, in the method using a catalytic reaction, the crystallinity and crystal orientation of multilayer graphene cannot be said to be sufficient, and high-quality multilayer graphene cannot be obtained.

またこの他の金属箔上熱CVD法では、800℃〜1000℃の温度での加熱が必要であり、SiC表面熱分解法では1200℃以上の高温での熱処理が必要になる。また任意基板上に多層グラフェンを形成するためには転写が必要になる。   In addition, the other thermal CVD on metal foil requires heating at a temperature of 800 ° C. to 1000 ° C., and the SiC surface pyrolysis requires heat treatment at a high temperature of 1200 ° C. or higher. In addition, transfer is necessary to form multilayer graphene on an arbitrary substrate.

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、新たな方式により多層グラフェンの製造方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to obtain a method for producing multilayer graphene by a new method.

本発明者らは、鋭意検討の結果、多層グラフェンを層交換により低温で合成できることを見出した。半導体の分野においてSiやGeが金属膜と層交換(金属触媒誘起成長法)することは知られていた(特許文献1)が、カーボンが金属膜と層交換可能であることは新たに見出されたことである。また層交換により得られる多層グラフェンが高品質であることを見出した。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that multilayer graphene can be synthesized at a low temperature by layer exchange. In the field of semiconductors, Si and Ge have been known to exchange layers with metal films (metal catalyst induced growth method) (Patent Document 1), but it has been found that carbon can be exchanged with metal films. It has been done. Moreover, it discovered that the multilayer graphene obtained by layer exchange was high quality.
The present invention provides the following means in order to solve the above problems.

(1)本発明の一態様に係る多層グラフェンの製造方法は、任意基板上に、炭素と化合物を形成せず炭素に固溶可能な金属を成膜し、金属膜を形成する金属膜形成工程と、前記金属膜上に、非晶質のカーボン膜を成膜するカーボン膜形成工程と、前記基板、前記金属膜及び前記カーボン膜が順に積層された積層体を加熱し、前記金属膜と前記カーボン膜を層交換すると共に、前記カーボン膜を結晶化する層交換工程と、前記層交換工程により表面に露出した前記金属膜を除去する除去工程と、を含む。 (1) In the method for producing multilayer graphene according to one embodiment of the present invention, a metal film forming step of forming a metal film on an arbitrary substrate by forming a metal that can be dissolved in carbon without forming a compound with carbon. A carbon film forming step of forming an amorphous carbon film on the metal film, and heating the laminate in which the substrate, the metal film, and the carbon film are sequentially laminated, and the metal film and the The method includes a layer exchange step for crystallizing the carbon film and a removal step for removing the metal film exposed on the surface by the layer exchange step.

(2)上記態様にかかる多層グラフェンの製造方法において、前記金属膜を構成する金属が、Ni、Co、Au、Pt、Cu、Ir、Ge、Os、P、Pb、Pd、Re、Rh、Ru及びAgからなる群から選択されるいずれかであってもよい。 (2) In the method for producing multilayer graphene according to the above aspect, the metal constituting the metal film is Ni, Co, Au, Pt, Cu, Ir, Ge, Os, P, Pb, Pd, Re, Rh, Ru. And any one selected from the group consisting of Ag.

(3)上記態様にかかる多層グラフェンの製造方法において、前記金属膜の膜厚を、作製する多層グラフェンの膜厚に合わせて設定してもよい。 (3) In the manufacturing method of the multilayer graphene concerning the said aspect, you may set the film thickness of the said metal film according to the film thickness of the multilayer graphene to produce.

(4)上記態様にかかる多層グラフェンの製造方法において、前記カーボン膜を構成する炭素が、前記金属膜を構成する金属より拡散しやすくてもよい。 (4) In the method for producing multilayer graphene according to the above aspect, the carbon constituting the carbon film may be more easily diffused than the metal constituting the metal film.

(5)上記態様にかかる多層グラフェンの製造方法において、前記積層体の加熱雰囲気が、酸素を含まない雰囲気でもよい。 (5) In the method for producing multilayer graphene according to the above aspect, the heating atmosphere of the stacked body may be an oxygen-free atmosphere.

(6)上記態様にかかる多層グラフェンの製造方法において、前記積層体の加熱温度が、300℃〜1000℃であってもよい。 (6) In the manufacturing method of the multilayer graphene concerning the said aspect, 300 degreeC-1000 degreeC may be sufficient as the heating temperature of the said laminated body.

(7)本発明の一態様にかかる多層グラフェン積層体は、耐熱温度が600℃以下の基板と、前記基板上に形成された多層グラフェンと、を備え、前記多層グラフェンの層数が10層以上である。 (7) A multilayer graphene laminate according to one embodiment of the present invention includes a substrate having a heat resistant temperature of 600 ° C. or less and multilayer graphene formed on the substrate, and the number of layers of the multilayer graphene is 10 or more. It is.

(8)上記態様にかかる多層グラフェン積層体において、前記多層グラフェンが、固溶限以下の金属を含有していてもよい。 (8) The multilayer graphene laminated body concerning the said aspect WHEREIN: The said multilayer graphene may contain the metal below a solid solubility limit.

(9)上記態様にかかる多層グラフェン積層体において、前記多層グラフェンのラマンスペクトルにおけるGバンドピークとDバンドピークの強度比であるI/I比が、1.5以上であってもよい。 (9) In the multilayer graphene laminate according to the above aspect, an I G / ID ratio that is an intensity ratio of a G band peak and a D band peak in a Raman spectrum of the multilayer graphene may be 1.5 or more.

上記態様にかかる多層グラフェンの製造方法によれば、層交換と言う新たな方式により多層グラフェンを製造できる。   According to the method for producing multilayer graphene according to the above aspect, multilayer graphene can be produced by a new method called layer exchange.

本発明の一態様にかかる多層グラフェンの製造方法を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the manufacturing method of the multilayer graphene concerning 1 aspect of this invention. 炭素とニッケルの相図である。It is a phase diagram of carbon and nickel. 炭素とコバルトの相図である。It is a phase diagram of carbon and cobalt. 層交換工程の過程を模式的に示した図である。It is the figure which showed the process of the layer exchange process typically. 金属膜としてNiを用い、層交換した後の積層体の断面を分析した結果である。It is the result of having analyzed the section of the layered product after carrying out layer exchange, using Ni as a metal film. 図5で測定した積層体から表面のNiを除去して得られた多層グラフェンのエネルギー分散型X線分析(EDX)の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the energy dispersive X ray analysis (EDX) of the multilayer graphene obtained by removing surface Ni from the laminated body measured in FIG. 本実施形態にかかる多層グラフェンの製造方法により製造された多層グラフェンのラマンスペクトルを示した図である。It is the figure which showed the Raman spectrum of the multilayer graphene manufactured by the manufacturing method of the multilayer graphene concerning this embodiment. 層交換工程における加熱の条件を変更して得られた多層グラフェンのラマンスペクトルである。It is a Raman spectrum of multilayer graphene obtained by changing the heating conditions in the layer exchange step. 本発明の一態様にかかるグラフェン積層体の模式図である。It is a schematic diagram of the graphene layered product concerning one mode of the present invention. 従来の方法で作製した多層グラフェン積層体の模式図である。It is a schematic diagram of the multilayer graphene laminated body produced with the conventional method.

以下、本発明の一態様にかかる多層グラフェンの製造方法について、図を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。   Hereinafter, a method for producing multilayer graphene according to one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In the drawings used in the following description, in order to make the characteristics of the present invention easier to understand, there are cases where the characteristic parts are enlarged for the sake of convenience, and the dimensional ratios of the respective components are different from actual ones. is there. The materials, dimensions, and the like exemplified in the following description are examples, and the present invention is not limited to them, and can be appropriately modified and implemented without departing from the scope of the invention.

「多層グラフェンの製造方法」
本発明の一態様にかかる多層グラフェンの製造方法は、金属膜形成工程と、カーボン膜形成工程と、層交換工程と、金属膜除去工程と、を含む。図1は、本発明の一態様にかかる多層グラフェンの製造方法を示した模式図である。
"Production method of multilayer graphene"
The manufacturing method of multilayer graphene concerning one mode of the present invention includes a metal film formation process, a carbon film formation process, a layer exchange process, and a metal film removal process. FIG. 1 is a schematic view illustrating a method for producing multilayer graphene according to one embodiment of the present invention.

<金属膜形成工程>
図1(a)に示すように、金属膜形成工程では、任意の基板1上に、炭素と化合物を形成せず炭素が固溶可能な金属を成膜し、金属膜2を形成する。
<Metal film formation process>
As shown in FIG. 1A, in the metal film forming step, a metal capable of forming a solid solution with carbon without forming a compound with carbon is formed on an arbitrary substrate 1 to form a metal film 2.

基板1は、構成する材料を問わない。本発明の一態様にかかる多層グラフェンの製造方法では、多層グラフェンを作製するために必要な加熱の温度を任意に設定できる。そのため、基板1を選択する条件として基板1の耐熱性が問われることはない。   The substrate 1 may be made of any material. In the method for producing multilayer graphene according to one embodiment of the present invention, the heating temperature necessary for producing the multilayer graphene can be arbitrarily set. Therefore, the heat resistance of the substrate 1 is not questioned as a condition for selecting the substrate 1.

また基板1の形状は問わない。金属膜2及び後述するカーボン膜3は、いずれも基板1上に成膜により形成される。そのため、図1(a)に示す平坦基板に限られず、任意の形状の基板を用いることができる。また基板1が大面積でも対応可能である。   Moreover, the shape of the board | substrate 1 is not ask | required. Both the metal film 2 and the carbon film 3 described later are formed on the substrate 1 by film formation. Therefore, the substrate is not limited to the flat substrate shown in FIG. 1A, and a substrate having an arbitrary shape can be used. Further, the substrate 1 can cope with a large area.

金属膜2は、基板1上に形成される。金属膜2は、炭素と化合物を形成せず炭素が固溶可能な金属により構成される。ここで、炭素と化合物を形成しない金属とは、原子レベルで炭素と結合しない金属を意味する。すなわち、化合物に対応する化学式が知られていないことを意味し、一般に共晶金属と言われる。また炭素が固溶可能な金属とは、0.1atm%程度以上の炭素固溶度を有する金属を意味する。   The metal film 2 is formed on the substrate 1. The metal film 2 is made of a metal that can form a solid solution with carbon without forming a compound with carbon. Here, the metal that does not form a compound with carbon means a metal that does not bond to carbon at the atomic level. That is, it means that the chemical formula corresponding to the compound is not known, and is generally called a eutectic metal. Further, the metal capable of solid solution of carbon means a metal having a carbon solid solubility of about 0.1 atm% or more.

金属が炭素と化合物を形成せず、かつ、固溶体を形成可能であることは相図から確認できる。図2は、炭素とニッケルの相図である。また図3は、炭素とコバルトの相図である。図2及び図3において、横軸は炭素の組成比(x)であり、縦軸は温度である。図2及び図3において、LIQUIDは液相の状態を意味し、FCC_A1は面心立方構造の結晶構造であることを意味し、HCP_A1は六方最密構造の結晶構造であることを意味する。ニッケルとコバルトはいずれも、炭素と化合物を形成せず、炭素が固溶可能な金属である。 It can be confirmed from the phase diagram that the metal does not form a compound with carbon and can form a solid solution. FIG. 2 is a phase diagram of carbon and nickel. FIG. 3 is a phase diagram of carbon and cobalt. 2 and 3, the horizontal axis represents the carbon composition ratio (x c ), and the vertical axis represents the temperature. 2 and 3, LIQUID means a liquid phase state, FCC_A1 means a face-centered cubic crystal structure, and HCP_A1 means a hexagonal close-packed crystal structure. Both nickel and cobalt are metals in which carbon does not form a compound and carbon can be dissolved.

ニッケル及びコバルトが炭素と化合物を形成しないことは、図2及び図3から確認できる。例えば、炭素比率が高い領域(x≧0.1)では、高温で溶融している場合を除き、グラファイトと金属は分離して存在している。このことは、図2及び図3において「+」で表記されている。すなわち、ニッケル及びコバルトと炭素は結合しておらず、化合物を形成しないと言える。 It can be confirmed from FIGS. 2 and 3 that nickel and cobalt do not form a compound with carbon. For example, in the region where the carbon ratio is high (x c ≧ 0.1), the graphite and the metal exist separately, except when melted at a high temperature. This is indicated by “+” in FIGS. 2 and 3. That is, it can be said that nickel and cobalt are not bonded to carbon and do not form a compound.

また炭素がニッケル及びコバルトに対して固溶可能であることも、図2及び図3から確認できる。図2及び図3において、炭素比率が低い領域(x<0.1)で、かつ、2000℃以下の温度領域に、FCC_A1で表記される三角形の領域がある。この三角形の領域内では、結晶は面心立方構造をとっており、ニッケル及びコバルトと炭素は分離して存在していない。すなわち、ニッケル及びコバルトに対して炭素が固溶していると言える。 It can also be confirmed from FIGS. 2 and 3 that carbon can be dissolved in nickel and cobalt. 2 and 3, there is a triangular region represented by FCC_A1 in a region where the carbon ratio is low (x c <0.1) and in a temperature region of 2000 ° C. or lower. Within this triangular region, the crystal has a face-centered cubic structure, and nickel, cobalt, and carbon do not exist separately. That is, it can be said that carbon is dissolved in nickel and cobalt.

このように、相図から炭素と化合物を形成せず、かつ、固溶体を形成可能な金属を選択できる。このような相図をとる金属を具体的に提示すると、Ni、Co、Au、Pt、Cu、Ir、Ge、Os、P、Pb、Pd、Re、Rh、Ru及びAgが挙げられる。 Thus, a metal that does not form a compound with carbon and can form a solid solution can be selected from the phase diagram. Specific examples of metals having such a phase diagram include Ni, Co, Au, Pt, Cu, Ir, Ge, Os, P, Pb, Pd, Re, Rh, Ru, and Ag.

金属膜2を基板1上に成膜する方法は特に問わない。例えば、スパッタリング法、蒸着法、化学的気相法(CVD法)等を用いることができる。   The method for forming the metal film 2 on the substrate 1 is not particularly limited. For example, a sputtering method, a vapor deposition method, a chemical vapor deposition method (CVD method), or the like can be used.

金属膜2の膜厚は、最終的に合成される多層グラフェンの膜厚と一致する。そのため、必要とする多層グラフェンの膜厚に合わせて、金属膜2の膜厚を設定することが好ましい。換言すると、金属膜2の膜厚により最終的に合成される多層グラフェンの膜厚を制御できる。   The film thickness of the metal film 2 matches the film thickness of the finally synthesized multilayer graphene. Therefore, it is preferable to set the thickness of the metal film 2 in accordance with the required thickness of the multilayer graphene. In other words, the film thickness of the multilayer graphene finally synthesized can be controlled by the film thickness of the metal film 2.

<カーボン膜形成工程>
次いで、図1(a)に示すように、金属膜2上に、非晶質のカーボン膜3Aを成膜する。
<Carbon film formation process>
Next, as shown in FIG. 1A, an amorphous carbon film 3 </ b> A is formed on the metal film 2.

カーボン膜3Aは、非晶質の状態で成膜される。カーボン膜3Aが結晶状態で積層されると、カーボン膜3Aがエネルギー的に安定化し、後述する層交換が生じない。   The carbon film 3A is formed in an amorphous state. When the carbon film 3A is laminated in a crystalline state, the carbon film 3A is stabilized in terms of energy, and layer exchange described later does not occur.

カーボン膜3Aを成膜する方法は、特に問わない。金属膜2と同様の方法で成膜できる。金属膜2とカーボン膜3Aは、連続で成膜しても、間欠で成膜してもよい。連続で成膜すると、大気解放及び再度真空引きに要する時間を短縮できる。一方で、間欠で成膜すると、層の界面に相互拡散の速度を制御する酸化膜が形成され、得られる多層グラフェンが高品質になる。求められる用途及び求められる生産効率に応じて、適宜変更できる。   The method for forming the carbon film 3A is not particularly limited. It can be formed by the same method as the metal film 2. The metal film 2 and the carbon film 3A may be formed continuously or intermittently. When the film is continuously formed, the time required for releasing the atmosphere and evacuating again can be shortened. On the other hand, when the film is formed intermittently, an oxide film for controlling the speed of mutual diffusion is formed at the interface between the layers, and the resulting multilayer graphene has high quality. Depending on the required use and the required production efficiency, it can be changed as appropriate.

<層交換工程>
次いで、図1(b)に示すように、基板1、金属膜2及びカーボン膜3Aが順に積層された積層体5を加熱する。加熱によりカーボン膜3Aが金属膜2と層交換すると共に、結晶化する。そして多層グラフェン3Bが、基板1と金属膜2の間に形成される。
<Layer exchange process>
Next, as shown in FIG. 1B, the stacked body 5 in which the substrate 1, the metal film 2, and the carbon film 3A are sequentially stacked is heated. The carbon film 3A undergoes layer exchange with the metal film 2 by heating and crystallizes. A multilayer graphene 3B is formed between the substrate 1 and the metal film 2.

図4は、層交換工程の過程を模式的に示した図である。積層体5を加熱すると、カーボン膜3Aを構成する炭素原子は、基板1側に拡散する。炭素原子は、主として金属膜2の結晶粒界等を介して拡散する。そのため、基板1とカーボン膜3Aの間には、拡散する炭素原子により構成された柱状部3aが形成される。   FIG. 4 is a diagram schematically showing the process of the layer exchange process. When the stacked body 5 is heated, the carbon atoms constituting the carbon film 3A diffuse to the substrate 1 side. Carbon atoms diffuse mainly through the crystal grain boundaries of the metal film 2 and the like. Therefore, a columnar portion 3a composed of diffusing carbon atoms is formed between the substrate 1 and the carbon film 3A.

加熱を続けると、柱状部3aは積層体5の面内方向に広がる。金属膜2は、面内方向に広がる柱状部3aによって基板1から離れる方向に押し上げられる。その結果、積層体5におけるカーボン膜3Aと金属膜2の位置関係が反転する。この際、カーボン膜3Aは結晶化し、多層グラフェン3Bとなる。   When the heating is continued, the columnar portion 3 a spreads in the in-plane direction of the stacked body 5. The metal film 2 is pushed up in a direction away from the substrate 1 by the columnar portion 3a extending in the in-plane direction. As a result, the positional relationship between the carbon film 3A and the metal film 2 in the stacked body 5 is reversed. At this time, the carbon film 3A is crystallized to become multilayer graphene 3B.

カーボン膜3Aは非晶質であり、エネルギー的に不安定である。そのため、加熱によりエネルギーが与えられると、エネルギー的に安定な状態を選択し、結晶化する。カーボン膜3Aはその場で結晶化せず、基板1と金属膜2の間で結晶化する。   The carbon film 3A is amorphous and unstable in energy. Therefore, when energy is given by heating, an energy stable state is selected and crystallized. The carbon film 3A is not crystallized in situ but crystallized between the substrate 1 and the metal film 2.

これは、加熱により高まったカーボン膜3Aを構成する炭素原子の拡散速度と、カーボン膜3Aが結晶化する速度の影響を受けていると考えられる。カーボン膜3Aが加熱されると、カーボン膜3Aを構成する炭素原子の拡散速度は高まる。この拡散速度が、炭素の結晶化の速度より早いと、カーボン膜3Aを構成する炭素原子はまず拡散する。その結果、カーボン膜3Aを構成する炭素原子は、金属膜2内を拡散し、基板1と金属膜2の界面で結晶化していると考えられる。   This is considered to be influenced by the diffusion rate of carbon atoms constituting the carbon film 3A increased by heating and the rate at which the carbon film 3A crystallizes. When the carbon film 3A is heated, the diffusion rate of carbon atoms constituting the carbon film 3A increases. If this diffusion rate is faster than the rate of carbon crystallization, the carbon atoms constituting the carbon film 3A will first diffuse. As a result, it is considered that the carbon atoms constituting the carbon film 3 </ b> A diffuse in the metal film 2 and are crystallized at the interface between the substrate 1 and the metal film 2.

また、カーボン膜3Aを構成する炭素は、金属膜2を構成する金属より拡散しやすいことが好ましい。換言すると、金属膜2を構成する金属の拡散係数は、カーボン膜3Aを構成する炭素の拡散係数より小さいことが好ましい。
金属膜2を構成する金属の拡散が、カーボン膜3Aを構成する炭素より早く拡散すると、金属がカーボン膜3A中に拡散する。この場合、図4に示すような柱状部3aが形成され難くなり、層交換が生じない場合がある。
Further, it is preferable that the carbon constituting the carbon film 3 </ b> A is more easily diffused than the metal constituting the metal film 2. In other words, the diffusion coefficient of the metal constituting the metal film 2 is preferably smaller than the diffusion coefficient of the carbon constituting the carbon film 3A.
When the metal constituting the metal film 2 diffuses faster than the carbon constituting the carbon film 3A, the metal diffuses into the carbon film 3A. In this case, the columnar portion 3a as shown in FIG. 4 is hardly formed, and layer exchange may not occur.

積層体5を加熱する際の雰囲気は、酸素を含まない雰囲気であることが好ましい。例えば、Ar等の希ガス雰囲気、窒素雰囲気等とすることが好ましい。酸素雰囲気中では、酸素とカーボン膜3Aを構成する炭素が反応し、二酸化炭素等となる。カーボン膜3Aが不要な反応を行うと、多層グラフェン3Bの生成効率が低下する。   The atmosphere when heating the laminated body 5 is preferably an atmosphere not containing oxygen. For example, a rare gas atmosphere such as Ar or a nitrogen atmosphere is preferable. In an oxygen atmosphere, oxygen and carbon constituting the carbon film 3A react to form carbon dioxide or the like. When the carbon film 3A performs an unnecessary reaction, the generation efficiency of the multilayer graphene 3B is lowered.

積層体5を加熱する温度は、生産性及び基板1の選択性の観点から300℃〜1000℃であることが好ましい。層交換反応を行うためには、カーボン膜3Aに所定の熱負荷を与える必要がある。熱負荷は、加熱温度と加熱時間によって決まる値である。例えば、加熱温度が1000℃の場合、2分程度加熱すれば層交換は生じる。また加熱温度が500℃の場合、6時間程度加熱すれば層交換は生じる。   It is preferable that the temperature which heats the laminated body 5 is 300 to 1000 degreeC from a viewpoint of productivity and the selectivity of the board | substrate 1. FIG. In order to perform the layer exchange reaction, it is necessary to apply a predetermined heat load to the carbon film 3A. The heat load is a value determined by the heating temperature and the heating time. For example, when the heating temperature is 1000 ° C., layer exchange occurs when heated for about 2 minutes. When the heating temperature is 500 ° C., layer exchange occurs when heated for about 6 hours.

積層体5を加熱する時間は、上述のように加熱温度により変化する。生産効率を考えると、加熱時間は短い方が好ましい。   The time for heating the stacked body 5 varies depending on the heating temperature as described above. Considering the production efficiency, it is preferable that the heating time is short.

図5は、金属膜としてNiを用い、層交換した後の積層体の断面を分析した結果である。図5(a)は、走査型透過電子顕微鏡(STEM)のHAADF像である。HAADF像は、原子番号の大きさによりコントラスト像が得られる。また図5(b)はエネルギー分散型X線分析(EDX)の結果である。また図5(c)は透過型電子顕微鏡(TEM)像であり、図5(d)は図5(c)の点線部を拡大した図である。Ni及びカーボン膜はスパッタリングにより形成し、層交換工程における加熱はAr雰囲気中、600℃、10分間行った。   FIG. 5 shows the result of analyzing the cross section of the laminate after layer exchange using Ni as the metal film. FIG. 5A is a HAADF image of a scanning transmission electron microscope (STEM). A HAADF image can be obtained as a contrast image depending on the size of the atomic number. FIG. 5B shows the result of energy dispersive X-ray analysis (EDX). FIG. 5C is a transmission electron microscope (TEM) image, and FIG. 5D is an enlarged view of the dotted line portion of FIG. The Ni and carbon films were formed by sputtering, and heating in the layer exchange step was performed in an Ar atmosphere at 600 ° C. for 10 minutes.

図5に示すように、いずれの測定方法を用いても、金属膜2であるNiと基板1であるSiOの間に、炭素の層が形成されていることが確認できる。すなわち、加熱により金属膜2とカーボン膜3が層交換している。また図5(d)に示すように、層交換後の炭素の層は、一方向に配向した多層グラフェンにより構成されている。 As shown in FIG. 5, it can be confirmed that a carbon layer is formed between Ni as the metal film 2 and SiO 2 as the substrate 1 by any measurement method. That is, the metal film 2 and the carbon film 3 are exchanged by heating. Further, as shown in FIG. 5D, the carbon layer after the layer exchange is composed of multilayer graphene oriented in one direction.

<金属膜除去工程>
最後に、図1(c)に示すように、層交換工程により表面に露出した金属膜2を除去する。金属膜2を除去する方法は、特に問わない。化学エッチング、物理エッチング、研磨、イオンビーム等の種々の方法を用いることができる。
<Metal film removal process>
Finally, as shown in FIG. 1C, the metal film 2 exposed on the surface is removed by the layer exchange process. The method for removing the metal film 2 is not particularly limited. Various methods such as chemical etching, physical etching, polishing, and ion beam can be used.

図6は、図5で測定した積層体から表面のNiを除去して得られた多層グラフェンのエネルギー分散型X線分析(EDX)の結果を示すグラフである。Niは、塩化鉄溶液を用いてエッチングした。   FIG. 6 is a graph showing the results of energy dispersive X-ray analysis (EDX) of multilayer graphene obtained by removing Ni on the surface of the laminate measured in FIG. Ni was etched using an iron chloride solution.

図6に示すように、Ni除去後のEDXの結果においては、Ni由来のピークは確認されなかった。また多層グラフェンに由来するCのピークは確認され、エッチング後においても多層グラフェンが維持されていることが確認できる。
なお、EDXは、数μm程度の厚み方向の情報も得られるため、基板のSiO由来のピークも同時に確認されている。
As shown in FIG. 6, no Ni-derived peak was confirmed in the EDX results after Ni removal. Further, the peak of C derived from the multilayer graphene is confirmed, and it can be confirmed that the multilayer graphene is maintained even after etching.
In addition, since EDX also obtains information in the thickness direction of about several μm, a peak derived from SiO 2 of the substrate has been confirmed at the same time.

金属膜2を除去することにより、基板1上に多層グラフェン3Bが残る。すなわち、任意の基板1上に多層グラフェンが形成される。   By removing the metal film 2, the multilayer graphene 3 </ b> B remains on the substrate 1. That is, multilayer graphene is formed on an arbitrary substrate 1.

図7は、本実施形態にかかる多層グラフェンの製造方法により製造された多層グラフェンのラマンスペクトルを示した図である。図7に示すラマンスペクトルは、図5で測定した積層体の多層グラフェンを基板側から測定したラマンスペクトルである。SiOは透明であり、ラマンスペクトルは基板側から測定可能である。 FIG. 7 is a diagram showing a Raman spectrum of multilayer graphene manufactured by the multilayer graphene manufacturing method according to the present embodiment. The Raman spectrum shown in FIG. 7 is a Raman spectrum obtained by measuring the multilayer graphene of the laminate measured in FIG. 5 from the substrate side. SiO 2 is transparent, and the Raman spectrum can be measured from the substrate side.

図7に示すように、ラマンスペクトルでは、グラフェンに特有のDバンド、Gバンド、2Dバンドのピークが確認された。すなわち、基板上に多層グラフェンが適切に作製されている。   As shown in FIG. 7, in the Raman spectrum, peaks of D band, G band, and 2D band peculiar to graphene were confirmed. That is, multilayer graphene is appropriately formed on the substrate.

ラマンスペクトルにおいてDバンドは欠陥由来のピークであり、Gバンドはグラファイト由来のピークであり、2Dピークはグラファイトの層数に由来したピークである。図7に示すラマンスペクトルは、Dバンドのピークが小さく、結晶性が高い多層グラフェンが得られている。またGバンドのピークと2Dピークの比から、グラファイトが3層以上積層されていることも分かる。   In the Raman spectrum, the D band is a defect-derived peak, the G band is a graphite-derived peak, and the 2D peak is a peak derived from the number of graphite layers. In the Raman spectrum shown in FIG. 7, multilayer graphene having a small D-band peak and high crystallinity is obtained. It can also be seen from the ratio of the G band peak to the 2D peak that three or more layers of graphite are laminated.

また図8は、層交換工程における加熱の条件を変更して得られた多層グラフェンのラマンスペクトルである。図8における一番下のグラフは、500℃の温度下で6時間加熱して得られた多層グラフェンである。図8における下から二番目のグラフは、図7と同じものであり、600℃の温度下で10分間加熱して得られた多層グラフェンである。図8における上から二番目のグラフは、800℃の温度下で5分間加熱して得られた多層グラフェンである。図8における一番上のグラフは、1000℃の温度下で2分間加熱して得られた多層グラフェンである。いずれの条件でも、結晶性の高い多層グラフェンが得られている。   FIG. 8 is a Raman spectrum of multilayer graphene obtained by changing the heating conditions in the layer exchange step. The bottom graph in FIG. 8 is multilayer graphene obtained by heating at 500 ° C. for 6 hours. The second graph from the bottom in FIG. 8 is the same as FIG. 7, and is a multilayer graphene obtained by heating at 600 ° C. for 10 minutes. The second graph from the top in FIG. 8 is multilayer graphene obtained by heating at 800 ° C. for 5 minutes. The top graph in FIG. 8 is multilayer graphene obtained by heating at 1000 ° C. for 2 minutes. Under either condition, multilayer graphene with high crystallinity is obtained.

上述のように、本発明の一態様にかかる多層グラフェンの製造方法によれば、層交換と言う新たな方式により多層グラフェンを製造することができる。層交換は600℃以下の温度でも起こるため、低温でも高品質な多層グラフェンを製造できる。   As described above, according to the method for producing multilayer graphene according to one embodiment of the present invention, multilayer graphene can be produced by a new method called layer exchange. Since layer exchange occurs even at a temperature of 600 ° C. or lower, high-quality multilayer graphene can be produced even at low temperatures.

「多層グラフェン積層体」
本発明の一態様にかかる多層グラフェン積層体は、上述の多層グラフェンの製造方法により製造されたものである。
"Multilayer graphene laminate"
A multilayer graphene laminate according to one embodiment of the present invention is manufactured by the above-described multilayer graphene manufacturing method.

図9は、本発明の一態様にかかるグラフェン積層体の模式図である。図9に示すように、本発明の一態様にかかるグラフェン積層体10は、基板1と、多層グラフェン3Bと、を備える。   FIG. 9 is a schematic view of a graphene laminate according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, the graphene laminated body 10 concerning 1 aspect of this invention is equipped with the board | substrate 1 and the multilayer graphene 3B.

基板1は、耐熱温度が600℃以下である。ここで、耐熱温度とは、基板1がプラスチックの板JIS7191で定められる荷重たわみ温度のことを意味し、基板1がガラス等の場合は軟化温度を意味する。すなわち、基板1が荷重等に対して形状を維持できなくなる温度を意味する。   The substrate 1 has a heat resistant temperature of 600 ° C. or lower. Here, the heat resistant temperature means a deflection temperature under load determined by the substrate JIS 7191 for the substrate 1, and means a softening temperature when the substrate 1 is made of glass or the like. That is, it means a temperature at which the substrate 1 can no longer maintain its shape against a load or the like.

多層グラフェン3Bは、層数が10層以上である。耐熱温度が低い基板1上に、層数が10層以上の多層グラフェン3Bを形成するためには、低温での多層グラフェン3Bの合成が必要である。そのため、多層グラフェン3Bは、本発明の一態様にかかる多層グラフェンの製造方法によって実現可能となったものである。   The multilayer graphene 3B has 10 or more layers. In order to form the multilayer graphene 3B having 10 or more layers on the substrate 1 having a low heat resistant temperature, it is necessary to synthesize the multilayer graphene 3B at a low temperature. Therefore, the multilayer graphene 3B can be realized by the multilayer graphene manufacturing method according to one embodiment of the present invention.

多層グラフェン3BのラマンスペクトルにおけるGバンドピークとDバンドピークの強度比であるI/I比が、1.5以上であることが好ましく、2.0以上であることがより好ましい。I/I比が大きいということは、多層グラフェン3Bの結晶性が良いことを意味する。すなわち、多層グラフェン3Bを構成する結晶が大粒径で、結晶を構成するグラフェンが一方向に配向していると言える。図8において、500℃加熱の結果はI/I比が2.2であり、600℃加熱の結果はI/I比が2.4であり、800℃加熱の結果はI/I比が2.4であり、1000℃加熱の結果はI/I比が2.7である。 The I G / ID ratio, which is the intensity ratio of the G band peak to the D band peak in the Raman spectrum of the multilayer graphene 3B, is preferably 1.5 or more, and more preferably 2.0 or more. A large I G / ID ratio means that the multilayer graphene 3B has good crystallinity. That is, it can be said that the crystal constituting the multilayer graphene 3B has a large grain size and the graphene constituting the crystal is oriented in one direction. In FIG. 8, the result of heating at 500 ° C. is an I G / ID ratio of 2.2, the result of heating at 600 ° C. is an I G / ID ratio of 2.4, and the result of heating at 800 ° C. is IG / I D ratio is 2.4, 1000 ° C. the results of the heating are 2.7 I G / I D ratio.

電気伝導を担う電子や熱はグラフェンの層に沿って伝わる。そのため結晶性に優れた多層グラフェン3Bは、電気伝導性及び熱伝導性に優れる。   Electrons and heat responsible for electrical conduction travel along the graphene layer. Therefore, the multilayer graphene 3B having excellent crystallinity is excellent in electrical conductivity and thermal conductivity.

図10は、従来の方法で作製した多層グラフェン積層体11の模式図である。ここで、従来の方法の一例として、非晶質カーボン膜を高温熱処理する方法がある。
図10に示すように、従来の方法で作製した多層グラフェン3B’の結晶性は十分とは言えない。すなわち、多層グラフェン3B’が小さな多層グラフェンの結晶の集まりにより構成され、グラフェンが配向している向きもばらついている。そのため、多層グラフェン積層体11の多層グラフェン3B’は、電気伝導性及び熱伝導性が充分とはいえない。また非特許文献2及び3の方法では、600℃の処理では結晶化が生じておらず、耐熱性が600℃以下の基板上には、そもそも多層グラフェン膜を得ることができない。
FIG. 10 is a schematic diagram of a multilayer graphene laminate 11 produced by a conventional method. Here, as an example of a conventional method, there is a method of heat-treating an amorphous carbon film at a high temperature.
As shown in FIG. 10, the crystallinity of multilayer graphene 3B ′ produced by a conventional method is not sufficient. That is, the multilayer graphene 3B ′ is composed of a collection of small multilayer graphene crystals, and the orientation in which the graphene is oriented varies. Therefore, it cannot be said that the multilayer graphene 3B ′ of the multilayer graphene laminate 11 has sufficient electrical conductivity and thermal conductivity. In the methods of Non-Patent Documents 2 and 3, crystallization does not occur in the treatment at 600 ° C., and a multilayer graphene film cannot be obtained on a substrate having a heat resistance of 600 ° C. or lower.

また多層グラフェン3Bは、固溶限以下の金属を含有している。現実的には、固溶限程度の金属を含有する。この金属は、上述の多層グラフェンの製造方法において形成される金属膜を構成する金属である。   The multilayer graphene 3B contains a metal having a solid solubility limit or less. Actually, it contains a metal having a solid solubility limit. This metal is a metal constituting the metal film formed in the above-described multilayer graphene manufacturing method.

上述の多層グラフェンの製造方法においても説明した(図4)ように、多層グラフェン3Bは金属膜2を介して基板1と金属膜2の間に形成される。そのため、多層グラフェン3Bは、固溶限程度の金属を含有する。例えば、金属膜2がNiにより構成されている場合、Niの含有量は1019cm-3以下程度である。 As described in the above-described method for producing multilayer graphene (FIG. 4), the multilayer graphene 3B is formed between the substrate 1 and the metal film 2 with the metal film 2 interposed therebetween. Therefore, the multilayer graphene 3B contains a metal having a solid solubility limit. For example, when the metal film 2 is made of Ni, the Ni content is about 10 19 cm −3 or less.

上述のように、本実施形態にかかる多層グラフェン積層体は、耐熱性の低い基板上に、多層グラフェンが積層されている。そのため、転写等を行わずにそのまま集積回路等の電極等に適用可能であり、広い汎用性を有している。   As described above, in the multilayer graphene laminate according to the present embodiment, multilayer graphene is laminated on a substrate having low heat resistance. Therefore, it can be directly applied to an electrode of an integrated circuit or the like without performing transfer or the like, and has wide versatility.

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Can be modified or changed.

この多層グラフェン膜の製造方法によると、任意の基板上に多層グラフェン膜を低温で製造することができる。そのため、集積回路の電極、ヒートスプレッダー、蓄電池の電極等の種々の電子デバイスの分野に利用できる。   According to this method for producing a multilayer graphene film, a multilayer graphene film can be produced on an arbitrary substrate at a low temperature. Therefore, it can be used in the fields of various electronic devices such as electrodes of integrated circuits, heat spreaders, and storage battery electrodes.

1…基板、2…金属膜、3A…カーボン膜、3B,3B’…多層グラフェン、3a…柱状部、5…積層体、10,11…多層グラフェン積層体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Board | substrate, 2 ... Metal film, 3A ... Carbon film, 3B, 3B '... Multi-layer graphene, 3a ... Columnar part, 5 ... Laminated body, 10, 11 ... Multi-layer graphene laminated body

Claims (9)

任意基板上に、炭素と化合物を形成せず炭素に固溶可能な金属を成膜し、金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記金属膜上に、非晶質のカーボン膜を成膜するカーボン膜形成工程と、
前記基板、前記金属膜及び前記カーボン膜が順に積層された積層体を加熱し、前記金属膜と前記カーボン膜を層交換すると共に、前記カーボン膜を結晶化する層交換工程と、
前記層交換工程により表面に露出した前記金属膜を除去する除去工程と、を含む、多層グラフェンの製造方法。
A metal film forming step of forming a metal film on an arbitrary substrate by forming a metal that can be dissolved in carbon without forming a compound with carbon; and
A carbon film forming step of forming an amorphous carbon film on the metal film;
A layer exchange step of heating the substrate, the laminate of the metal film and the carbon film in order, exchanging the metal film and the carbon film, and crystallizing the carbon film;
And a removal step of removing the metal film exposed on the surface by the layer exchange step.
前記金属膜を構成する金属が、Ni、Co、Au、Pt、Cu、Ir、Ge、Os、P、Pb、Pd、Re、Rh、Ru及びAgからなる群から選択されるいずれかである請求項1に記載の多層グラフェンの製造方法。   The metal constituting the metal film is any one selected from the group consisting of Ni, Co, Au, Pt, Cu, Ir, Ge, Os, P, Pb, Pd, Re, Rh, Ru, and Ag. Item 2. A method for producing multilayer graphene according to Item 1. 前記金属膜の膜厚を、作製する多層グラフェンの膜厚に合わせて設定する請求項1又は2のいずれかに記載の多層グラフェンの製造方法。   The manufacturing method of the multilayer graphene in any one of Claim 1 or 2 which sets the film thickness of the said metal film according to the film thickness of the multilayer graphene to produce. 前記カーボン膜を構成する炭素が、前記金属膜を構成する金属より拡散しやすい請求項1〜3のいずれか一項に記載の多層グラフェンの製造方法。   The method for producing multilayer graphene according to any one of claims 1 to 3, wherein carbon constituting the carbon film is more easily diffused than metal constituting the metal film. 前記積層体の加熱雰囲気が、酸素を含まない請求項1〜4のいずれか一項に記載の多層グラフェンの製造方法。   The manufacturing method of the multilayer graphene as described in any one of Claims 1-4 with which the heating atmosphere of the said laminated body does not contain oxygen. 前記積層体の加熱温度が、300℃〜1000℃である請求項1〜5のいずれか一項に記載の多層グラフェンの製造方法。   The method for producing multilayer graphene according to any one of claims 1 to 5, wherein a heating temperature of the laminate is 300 ° C to 1000 ° C. 耐熱温度が600℃以下の基板と、
前記基板上に形成された多層グラフェンと、を備え、
前記多層グラフェンの層数が10層以上である多層グラフェン積層体。
A substrate having a heat-resistant temperature of 600 ° C. or lower;
Multilayer graphene formed on the substrate,
A multilayer graphene laminate in which the number of layers of the multilayer graphene is 10 or more.
前記多層グラフェンが、固溶限以下の金属を含有している請求項7に記載の多層グラフェン積層体。   The multilayer graphene laminate according to claim 7, wherein the multilayer graphene contains a metal having a solid solubility limit or less. 前記多層グラフェンのラマンスペクトルにおけるGバンドピークとDバンドピークの強度比であるI/I比が、1.5以上である請求項7または8のいずれかに記載の多層グラフェン積層体。 9. The multilayer graphene laminate according to claim 7, wherein an I G / ID ratio that is an intensity ratio of a G band peak and a D band peak in a Raman spectrum of the multilayer graphene is 1.5 or more.
JP2016167043A 2016-08-29 2016-08-29 Method for producing multilayer graphene and multilayer graphene laminate Active JP6723603B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016167043A JP6723603B2 (en) 2016-08-29 2016-08-29 Method for producing multilayer graphene and multilayer graphene laminate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016167043A JP6723603B2 (en) 2016-08-29 2016-08-29 Method for producing multilayer graphene and multilayer graphene laminate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018035010A true JP2018035010A (en) 2018-03-08
JP6723603B2 JP6723603B2 (en) 2020-07-15

Family

ID=61565820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016167043A Active JP6723603B2 (en) 2016-08-29 2016-08-29 Method for producing multilayer graphene and multilayer graphene laminate

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6723603B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108684084A (en) * 2018-03-30 2018-10-19 重庆墨希科技有限公司 The preparation process of graphene heating film
JP2021514824A (en) * 2018-03-09 2021-06-17 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. Graphene pellicle lithography equipment
WO2022163027A1 (en) * 2021-01-26 2022-08-04 リンテック株式会社 Thermally conductive adhesive agent composition, adhesive sheet, and production method therefor
KR20220155449A (en) * 2021-05-13 2022-11-23 한국전자기술연구원 Low temperature growth method of crystalline lamellar graphite
WO2023105899A1 (en) * 2021-12-07 2023-06-15 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Field emission element and method for producing same
EP4002007B1 (en) * 2020-11-11 2023-10-18 Korea Electronics Technology Institute Multilayer graphene direct growth method and method for manufacturing pellicle for extreme ultraviolet lithography using the same

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012086387A1 (en) * 2010-12-21 2012-06-28 日本電気株式会社 Method for manufacturing graphene substrate, and graphene substrate
US20130273260A1 (en) * 2012-04-12 2013-10-17 National Tsing Hua University Method for manufacturing graphere layer by laser
JP2013256408A (en) * 2012-06-13 2013-12-26 Nagoya Institute Of Technology Manufacturing method for graphene structure
JP2015017022A (en) * 2013-07-12 2015-01-29 株式会社デンソー Method for producing graphene
JP2015199624A (en) * 2014-04-07 2015-11-12 株式会社カネカ Production method of multilayer graphene
JP2016515091A (en) * 2013-03-15 2016-05-26 ガーディアン インダストリーズ コーポレイションGuardian Industries Corp. Method for directly producing graphene on a dielectric substrate, and related article / apparatus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012086387A1 (en) * 2010-12-21 2012-06-28 日本電気株式会社 Method for manufacturing graphene substrate, and graphene substrate
US20130273260A1 (en) * 2012-04-12 2013-10-17 National Tsing Hua University Method for manufacturing graphere layer by laser
JP2013256408A (en) * 2012-06-13 2013-12-26 Nagoya Institute Of Technology Manufacturing method for graphene structure
JP2016515091A (en) * 2013-03-15 2016-05-26 ガーディアン インダストリーズ コーポレイションGuardian Industries Corp. Method for directly producing graphene on a dielectric substrate, and related article / apparatus
JP2015017022A (en) * 2013-07-12 2015-01-29 株式会社デンソー Method for producing graphene
JP2015199624A (en) * 2014-04-07 2015-11-12 株式会社カネカ Production method of multilayer graphene

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
村田博雅 ET AL.: "絶縁基板上多層グラフェン合成に向けた金属誘起層交換成長の検討", 第63回応用物理学会春季学術講演会公式ガイドブック, vol. 63, JPN6020003321, 3 March 2016 (2016-03-03), JP, pages 14 - 017, ISSN: 0004206002 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021514824A (en) * 2018-03-09 2021-06-17 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. Graphene pellicle lithography equipment
JP7368363B2 (en) 2018-03-09 2023-10-24 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. graphene pellicle lithography equipment
CN108684084A (en) * 2018-03-30 2018-10-19 重庆墨希科技有限公司 The preparation process of graphene heating film
EP4002007B1 (en) * 2020-11-11 2023-10-18 Korea Electronics Technology Institute Multilayer graphene direct growth method and method for manufacturing pellicle for extreme ultraviolet lithography using the same
WO2022163027A1 (en) * 2021-01-26 2022-08-04 リンテック株式会社 Thermally conductive adhesive agent composition, adhesive sheet, and production method therefor
KR20220155449A (en) * 2021-05-13 2022-11-23 한국전자기술연구원 Low temperature growth method of crystalline lamellar graphite
KR102497077B1 (en) * 2021-05-13 2023-02-08 한국전자기술연구원 Low temperature growth method of crystalline lamellar graphite
WO2023105899A1 (en) * 2021-12-07 2023-06-15 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Field emission element and method for producing same

Also Published As

Publication number Publication date
JP6723603B2 (en) 2020-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6723603B2 (en) Method for producing multilayer graphene and multilayer graphene laminate
KR101636442B1 (en) Method of fabricating graphene using alloy catalyst
US10099449B2 (en) Method of forming a substrate assembly
Kim et al. A new horizon for hexagonal boron nitride film
Wang et al. Synthesis of large-area single-crystal graphene
WO2013052939A1 (en) Rapid synthesis of graphene and formation of graphene structures
WO2014203547A1 (en) Bonding sheet and process for manufacturing same, and heat dissipating system and production process therefor
JP2011178617A (en) Method for forming graphene film
TWI526559B (en) Process for forming carbon film or inorganic material film on substrate by physical vapor deposition
KR101614322B1 (en) Method for preparing graphene having controled layer number and method for fabricating electronic device using the same
US11075139B2 (en) Heat radiation structure, electronic device and manufacturing method of heat radiation structure
JP5578639B2 (en) Graphite film manufacturing method
JP2013067549A (en) Method for forming thin film
JP6190562B2 (en) Graphene growth method
JP7083406B2 (en) Method for Forming Multilayer Hexagonal Boron Nitride Sheet
JP2010040883A (en) Heat dissipation sheet, heat dissipation device, and method of manufacturing heat dissipation sheet
JP2013256408A (en) Manufacturing method for graphene structure
JP2016058631A (en) Method of manufacturing graphene laminate
KR20150139217A (en) Method for manufacturing graphene-metal chalcogenide hybrid film, the film manufactured by the same, a Shottky barrier diode using the same and method for manufucturing the same
JP2010253730A (en) Heat dissipation material, printed board, and method for manufacturing printed board
KR101484770B1 (en) Method for preparing graphene using cover and method for fabricating electronic device comprising the same
Zhang et al. Epitaxial synthesis of graphene on 4H-SiC by microwave plasma chemical vapor deposition
JP3994161B2 (en) Single crystal tungsten oxide nanotube and method for producing the same
Jo Chemical vapor deposition (CVD) growth and optimal transfer processes for graphene
KR101797216B1 (en) Catalyst Metal Film, Graphene Structure Employing The Same and Manufacturing Method of Graphene Structure

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190416

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200204

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200326

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200428

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200515

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200609

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200619

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6723603

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250