東洋大学理工学部電気電子情報工学科根岸良太教授、 岡山大学学術研究院先鋭研究領域（異分野基礎化学研究所）仁科勇太教授らの研究グループは、結晶成長技術によって還元型酸化グラフェン(rGO)をテンプレートとした薄膜の高結晶化・高移動度化を実現しました。
安価かつ大量合成可能な酸化グラフェン(GO)を還元することで合成されるrGOは、高いスケーラビリティを有しており、透明導電膜、センサー、エネルギーデバイスなど幅広い応用が期待されています。一方で、還元後のrGO内に残存する酸素官能基や欠陥構造が電気伝導特性を低下させることが課題でした。
本研究では、GO薄膜をエタノール雰囲気中で加熱還元を行うことで、rGO表面にグラフェンアイランドを結晶成長させ、薄膜全体の結晶性と電気特性を大幅に改善することに成功しました。
本研究の成果により、グラフェンの結晶成長技術を用いた様々な次世代電子デバイスの実現を後押しすることが期待されます。
本研究成果は、2026年5月30日付にて国際学術誌「Scientific Reports（Nature Portfolio）」で公開されました。
▍研究成果のポイント
- rGO表面にグラフェンアイランドが結晶成長することを明らかにしました。
- rGO表面におけるグラフェンアイランドの結晶成長は、螺旋成長と層状成長の2つの成長モードが存在することを明らかにしました。
- グラフェンアイランドの結晶成長により、rGO薄膜に365cm2/V·s のHall移動度を実現しました。
- 結晶成長したグラフェンの層は、テンプレートであるrGOの表面より高い結晶性・電気伝導特性を有することを示唆する結果が得られました。