| 講演名 | 2023-12-08 酸化環境に対する平面型グラフェン電子源の保護手法と電子放出特性に及ぼす影響 六川 蓮(横浜国大), 鷹尾 祥典(横浜国大), 長尾 昌善(産総研), 村田 博雅(産総研), 村上 勝久(産総研), |
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| 抄録(和) | 平面型グラフェン電子源は，電圧印加のみで高効率な電子放出が可能であることから地球低軌道で使用される小型イオンスラスタの中和器として応用が期待されている．一方，表層のグラフェン電極が地球低軌道に存在する原子状酸素により酸化・消失することが懸念される．デバイスの酸化耐性を向上させるため，熱化学気相成長法（CVD）により成膜した六方晶窒化ホウ素（h-BN）と，原子層堆積法（ALD）により成膜した酸化アルミニウムを保護膜として検討した．酸素プラズマ由来の酸素ラジカル環境に曝したのち，グラフェンのラマンスペクトルと保護膜の光透過率を測定した．その結果，ALDで成膜した4.06 nmの酸化アルミニウム保護膜は，低軌道での約100時間の運用に相当する30分の酸化耐性試験後でもグラフェンを保護していることがわかった．また，電子放出特性を測定したところ，アルミナ保護膜を施した平面型グラフェン電子源は電子放出可能であることが分かった． |
| 抄録(英) | Graphene-oxide-semiconductor (GOS) electron emission devices can emit electrons at low voltages, which are expected to be used as a neutralizer for ion thrusters. However, the GOS devices are vulnerable to atomic oxygen (AO). To improve their oxidation resistance, hexagonal boron nitride (h-BN) was deposited by thermal chemical vapor deposition (CVD), and aluminum oxide was deposited by atomic layer deposition (ALD) as a protective layer. After the exposure to the O2 radical generated by oxygen plasma, we measured the Raman spectra of the graphene electrodes and optical transmittance of the protective films. The results showed that a 4.06 nm aluminum oxide protective layer deposited by ALD protected the graphene even after 30 minutes of oxygen plasma exposure, corresponding to about 100 hours of operation in low earth orbit. We also measured electron emission characteristics and found that the GOS electron emission device with an alumina protective layer was able to emit electrons. |
| キーワード(和) | 平面型グラフェン電子源 / グラフェン / 六方晶窒化ホウ素 / 酸化アルミニウム / 地球低軌道 |
| キーワード(英) | Graphene-Oxide-Semiconductor / Graphene / Hexagonal Boron Nitride / Aluminum Oxide / Low Earth Orbit |
| 資料番号 | ED2023-48 |
| 発行日 | 2023-11-30 (ED) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | ED |
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| 開催期間 | 2023/12/7(から2日開催) |
| 開催地（和） | ウインクあいち（愛知県産業労働センター） |
| 開催地（英） | WINC AICHI |
| テーマ（和） | 電子・イオンビーム応用 |
| テーマ（英） | Applications of electron and ion beam |
| 委員長氏名（和） | 葛西 誠也(北大) |
| 委員長氏名（英） | Seiya Sakai(Hokkaido Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 新井 学(名大) |
| 副委員長氏名（英） | Manabu Arai(Nagoya Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 大石 敏之(佐賀大) / 山本 佳嗣(三菱電機) |
| 幹事氏名（英） | Toshiyuki Oishi(Saga Univ.) / Yoshitugu Yamamoto(Mitsubishi Electric) |
| 幹事補佐氏名（和） | 小山 政俊(阪工大) / 吉田 智洋(住友電工デバイス・イノベーション) |
| 幹事補佐氏名（英） | Masatoshi Koyama(Osaka Inst. of Tech.) / Tomohiro Yoshida(SUMITOMO ELECTRIC DEVICE INNOVATIONS) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Electron Devices |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 酸化環境に対する平面型グラフェン電子源の保護手法と電子放出特性に及ぼす影響 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Protection Methods of Graphene-Oxide-Semiconductor Electron Emission Sources against Oxidizing Environments and Their Effects on Electron Emission Properties |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 平面型グラフェン電子源 / Graphene-Oxide-Semiconductor |
| キーワード(2)（和/英） | グラフェン / Graphene |
| キーワード(3)（和/英） | 六方晶窒化ホウ素 / Hexagonal Boron Nitride |
| キーワード(4)（和/英） | 酸化アルミニウム / Aluminum Oxide |
| キーワード(5)（和/英） | 地球低軌道 / Low Earth Orbit |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 六川 蓮 / Ren Mutsukawa |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 横浜国立大学(略称：横浜国大) Yokohama National University(略称：YNU) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 鷹尾 祥典 / Yoshinori Takao |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 横浜国立大学(略称：横浜国大) Yokohama National University(略称：YNU) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 長尾 昌善 / Masayoshi Nagao |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 国立研究開発法人 産業技術総合研究所(略称：産総研) National Institute of Advanced Industrial Science and Technology(略称：AIST) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 村田 博雅 / Hiromasa Murata |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 国立研究開発法人 産業技術総合研究所(略称：産総研) National Institute of Advanced Industrial Science and Technology(略称：AIST) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 村上 勝久 / Katsuhisa Murakami |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 国立研究開発法人 産業技術総合研究所(略称：産総研) National Institute of Advanced Industrial Science and Technology(略称：AIST) |
| 発表年月日 | 2023-12-08 |
| 資料番号 | ED2023-48 |
| 巻番号（vol） | vol.123 |
| 号番号（no） | ED-297 |
| ページ範囲 | pp.39-42(ED), |
| ページ数 | 4 |
| 発行日 | 2023-11-30 (ED) |