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【本学研究者情报】

〇多元物质科学研究所　助教　上杉祐贵

【発表のポイント】

• 世界で最も薄い素材である炭素原子1层分のグラフェン膜を、レーザーで微细加工することに成功しました。
• レーザーの照射条件を调整することで、グラフェンの表面洗浄や、原子レベルの欠陥形成などにも応用の可能性があることを発见しました。

【概要】

优れた物理特性をもつことから「梦の素材」として知られるグラフェン^（注1）ですが、従来のナノ技术^（注2）では论文などで提案される种々のグラフェンデバイスを効率的に作製することは困难でした。これはグラフェンが极限的に薄いシート状の素材であり、また、表面の汚染や构造の変质に敏感で、デバイスの特性を损なわずに加工?製造するのが困难なためです。

东北大学多元物质科学研究所の上杉祐贵助教、小泽祐市准教授、佐藤俊一教授、大学院工学研究科知能デバイス材料学専攻の门口尚広大学院生（研究当时）、同専攻の小林哲郎大学院生、金属材料研究所の长迫実助手らの研究グループは、フェムト秒レーザー^（注3）を使って炭素原子1层分の厚さからなるグラフェン膜を、100ナノメートル（ナノ＝10亿分の1）以下の精度で加工することに成功しました。また、レーザー照射したグラフェン膜を高性能の电子顕微镜^（注4）で観察したところ、表面の汚染物が除去され、数ナノメートルの细孔や原子レベルの构造変化を生じさせることができることを発见しました。

これらの知见は、グラフェン素材のエンジニアリング手法の确立に役立つとともに、次世代半导体产业や量子科学产业の开拓を加速する研究成果であると考えられます。

本研究成果は、米国化学会発行の最先端のナノサイエンスを取り扱う学術誌Nano Lettersに2023年5月16日付けで掲載されました。

【用语解説】

注1. グラフェン
蜂の巣状に炭素原子が结合した构造をもつシート状の物质で、原子1层分の厚さに単离したり成膜したりすることができる。高い电子移动度、机械的强度、热伝导性、光透过性などの优れた物理特性を有する。

注2. ナノ技術
マイクロメートル（マイクロ＝100万分の1）よりも小さな精度で素材を自在に制御する微细技术。特に、分子や原子のスケールで物质を制御する技术は、最先端の半导体产业や量子科学研究の要素技术である。ナノテクノロジーともいう。

注3. フェムト秒レーザー
光のパルスを繰り返し放出するレーザー装置。1パルスの典型的な持続时间は100フェムト秒（フェムト＝1000兆分の1）程度。光を时间的に圧缩することで、小型の発电所1个分に相当するパワー（1～10万キロワット）を瞬间的に発生できる。

注4. 電子顕微鏡
电子の波としての性质を利用した顕微镜装置。光学顕微镜で分解できる最小の大きさが200ナノメートルなのに対し、高性能の电子顕微镜では原子1个分の大きさよりも小さな0.1ナノメートル以下の分解性能をもつ。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学多元物质科学研究所
助教　上杉　祐贵（うえすぎ　ゆうき）
TEL:022-217-5146
E-mail: uesugi*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（报道に関すること）
东北大学多元物质科学研究所　広報情報室
TEL: 022-217-5198
E-mail: press.tagen*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）