二次元物質とは、グラフェンや遷移金属ダイカルコゲナイド等のように原子１個分という極めて薄いシート状の構造をしており、剥片材料として従来の材料とは異なる特性を示すことが明らかになっています。特に、グラフェンは、シリコンの100倍程度ともいわれる電子伝導性、熱伝導性を有し、ダイヤモンド並みの強度と柔軟性を併せ持つことから、次世代の超高速電子デバイスや高感度センサー、省電力トランジスタ等の分野で産業利用に向けた研究開発が活発に行われています。
一方で、この材料自体は極めて小さく薄いために取り扱いが難しく、グラフェン片を持ち上げて目的の場所まで移動させる、シート片同士を重ねるといった加工は成功率が低いため研究の加速、実用化の課題となっていました。
グラフェン片を加工するための工程として様々な素材を検討していた大学研究室より、当社製品「リケンラップ」を用いると加工の成功率が高くなる傾向があるという相談をきっかけに、理由解明と加工方法確立の共同研究を開始しました。当社の基盤技術であるPVC配合加工技術と製膜加工技術を用いてフィルムの処方検討・検証を行いつつ、グラフェン片の剥離挙動を解析した結果、加工時の温度条件等を調整することにより、容易にグラフェン片を取り扱えることが確認できました。
また、この加工方法を応用して二種類のPVCフィルムを組み合わせることにより、グラフェンや六方晶窒化ホウ素などの二次元物質を複数枚積層した複合原子層を容易に表裏反転することも可能となりました。このような反転させる加工方法は従来の手法では難しく、様々な積層組み合わせの実現や次世代の半導体デバイス、スイッチング回路の加工開発において重要な技術といえます。なお、上記研究成果は、「Scientific Reports」に掲載されています［Scientific Reports volume 12, Article number: 21963 (2022) ］。
リケンテクノスは、今回の共同研究成果で得られた知見を今後の製品開発や実用化に向けて活かしていくとともに、次世代を担う先端材料の開発に貢献できるよう技術の強みをさらに拡大してまいります。
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