AlN保護膜を用いたポーラスエピタキシャルグラフェンの孔径制御

摘要

表面に微細孔を有するポーラスエピタキシャルグラフェン(PEG)は、逆浸透膜や電気二重層コンデンサの電極材としての応用が期待されている。PEGの形成において用途に合わせた孔径・孔密度の制御が課題であり、逆浸透膜として用いる際には孔径1~2nm、孔密度1.5×1012cm-2の場合、1日に生成される真水の水量が1cm2あたり約20L/MPaであると考えられている。これまで我々はRF-N2プラズマの照射及びパルス通電を用いたSiC基板陽極酸化処理を行うことにより、孔径40~90nm、孔密度約109cm-2の孔を有するPEGの作成に成功している。しかしながら、逆浸透膜への応用のために孔の更なる微細化、高密度化が求められる。PEG形成における重要な課題として、Si 昇華法によるグラフェン化プロセスにおいて、隣り合う孔がつながり、孔径が拡大してしまうことが挙げられる。そこで、ポーラスSiCのSi面にAlNを保護膜として形成することにより、Si昇華によるグラフェン化を行う際に孔径の拡大を抑制できるのではないかと考えた。本研究では、AlN保護膜を用いたポーラスSiC基板のPEG形成過程における孔径の変化について検討を行ったので報告する。