奈良先端科学技術大学院大学（学長：横矢直和）先端科学技術研究科 物質創成科学領域 有機光分子科学研究室の山田容子教授、林宏暢助教は、株式会社富士通研究所（以下、富士通研究所）、富士通株式会社の佐藤信太郎博士、山口淳一博士、東京大学 大学院新領域創成科学研究科 物質系専攻 物性・光科学講座の杉本宜昭准教授、塩足亮隼助教、科学技術振興機構（JST）らの共同研究グループと、現在のシリコン半導体の微細化の限界を超える次世代の電子材料として研究が進む、「グラフェン」という炭素原子が平面状に結合した物質について、その構造を精密に制御してリボン形に合成する方法を開発し、半導体としての極めて優秀な電気特性を持つ、幅の広い「グラフェンナノリボン（GNR）」の作製に成功しました。このGNRは原子17個分の約2ナノメートルの幅で、電気の流れやすさに関わる「バンドギャップ（注1）」は約0.6 eV（電子ボルト）と小さく、絶縁体にも伝導体にもなる半導体の材料として最適な性質を示しました。 　
　グラフェンは、炭素原子が原子一層分の厚みで六角形の格子状に連結した二次元材料です。通常導体の性質を持ちますが、数ナノメートルの幅で細く長く成長させたリボン形状のGNRにすることでバンドギャップが形成され、半導体の性質を持つことが理論的に予想されています。しかし、GNRのバンドギャップは、リボンのエッジ（ふちの）構造や幅に強く影響を受けるため、その合成には精密な構造の制御が求められます。 今回、共同研究グループは、新たに開発した前駆体（注2）分子をブロックのように連結するボトムアップ合成法により、リボン幅が17個の炭素原子からなる「アームチェア(肘掛け椅子)エッジ型（注3）GNR（17-AGNR）」の合成に成功しました（図1）。本技術により、従来のボトムアップ合成法で合成されたGNRと比べて、バンドギャップを約2 eVから0.6 eVへと大幅に縮小できるため省電力で動作し、電子の移動度が大きいなどのグラフェンの優れた電気特性を活かした省電力・超高速電子デバイスの実現が期待できます。

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