(57)【要約】【課題】螺旋転位を有し螺旋状をなしたグラフェンを備えた構造体を提供する。【解決手段】構造体は、サファイア基板１０と、サファイア基板１０の表面側に、サファイア基板１０から離れるにつれてサファイア基板１０に平行な方向の断面積が小さくなる核１１Ａと、核１１Ａの表面からサファイア基板１０の表面に沿う方向に幅を有して拡がりつつ、サファイア基板１０の表面から離れる方向に向けて螺旋状をなし、サファイア基板１０の表面から離れるに従い幅の寸法が小さくなるグラフェンで形成された結晶１２とを備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の表面側に、前記基板から離れるにつれて前記基板に平行な方向の断面積が小さくなる核と、
前記核の表面から前記基板の表面に沿う方向に幅を有して拡がりつつ、前記基板の表面から離れる方向に向けて螺旋状をなし、前記基板の表面から離れるに従い前記幅の寸法が小さくなるグラフェンと、
を備えていることを特徴とする構造体。
【請求項２】
前記核は、前記基板の表面側に複数が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
グラフェンはその優れた電気的特性や光学的特性から、配線材料や透明電極等、様々な応用が期待される。
非特許文献１には、螺旋転位を有し螺旋状をなしたグラフェンがソレノイドとして良好に作用し得ることについて理論計算によって明らかになったことが開示されている。螺旋転位を有し螺旋状をなしたグラフェンを形成することが実現できれば、回路の小型化や、従来になかったデバイスへの応用等が期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Fangbo Xu,Henry Yu,Arta Sadrzadeh,and Boris I. Yakobson "Riemann Surfaces of Carbon as Graphene Nanosolenoids"、Nano Lett.２０１６年, 16, pp.34〜39
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、螺旋転位を有し螺旋状をなしたグラフェンは、天然の黒鉛に形成された螺旋転位を切出すことで原理的に形成出来ることが知られているが、現実問題として良好な再現性でそのような構造を作製することは困難であった。
【０００５】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、螺旋転位を有し螺旋状をなしたグラフェンを備えた構造体を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の構造体は、
基板と、
前記基板の表面側に、前記基板から離れるにつれて前記基板に平行な方向の断面積が小さくなる核と、
前記核の表面から前記基板の表面に沿う方向に幅を有して拡がりつつ、前記基板の表面から離れる方向に向けて螺旋状をなし、前記基板の表面から離れるに従い前記幅の寸法が小さくなるグラフェンと、
を備えていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の構造体は、基板の表面に設けられた核の表面から基板の表面に沿う方向に幅を有して拡がりつつ、基板の表面から離れる方向に向けて螺旋状をなしたグラフェンが形成されている。つまり、本発明の構造体のグラフェンは基板の表面に設けられた核を起点として、螺旋転位を有し螺旋状をなしている。
【０００８】
したがって、本発明の構造体は螺旋転位を有し螺旋状をなしたグラフェンを備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１、５の構造体の作製方法を示す概略図である。
【図２】（Ａ）は実施例２のサンプルのＡＦＭ像を示す図であって、（Ｂ）は実施例２のサンプルをラマン散乱分光法で評価した結果を示すグラフである。
【図３】実施例２のサンプルの構造を示す概略図である。
【図４】比較例１のサンプルのＡＦＭ像を示す図であって、（Ａ）は熱処理装置の反応炉内にサファイア基板をセットして、大気雰囲気中で２４時間、サファイア基板の温度を１０００℃にして熱処理を行い、サファイア基板の表面にＳｉＯ2によって形成された被覆層を堆積させた状態を示し、（Ｂ）はさらに反応炉内の気圧を５ｋＰａに減圧した状態で反応炉内にＮ2を供給して、反応炉内の温度を調節してサファイア基板の温度を９８０℃にして、反応炉内にエタノールを供給して６０分間加熱した状態を示す。
【図５】比較例１のサンプルの複数の凸形状の物質の内の１つについて、サファイア基板の表面から凸形状の物質の先端までの寸法を測定した結果である。
【図６】（Ａ）は実施例２〜４、及び比較例１、２のサンプルのラマン散乱分光法で評価した結果を示すグラフであり、（Ｂ）は実施例２、４、及び比較例１、２のサンプルのＸ線光電分光法で評価した結果を示すグラフである。
【図７】比較例３のサンプルのＡＦＭ像を示す図である。
【図８】実施例６の構造体の作製方法を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明における好ましい実施の形態を説明する。
【００１１】
本発明の核は基板の表面側に複数が形成され得る。この場合、複数の核のそれぞれに、螺旋転位を有し螺旋状をなしたグラフェンが設けられる。つまり、この構造体は、基板の表面側に複数設けることができる。
【００１２】
次に、本発明の構造体を具体化した実施例１〜６について、図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
＜実施例１、２＞
実施例１は、後述する実施例２〜４、及び比較例１〜３のサンプルに共通する作製方法を示すものである。
先ず、図１（Ａ）に示すように、基板であるサファイア基板１０を用意する。サファイア基板１０は（０００１）面が表面（表は図１における上側である。以下同じ）である。そして、サファイア基板１０を熱処理装置内にセットする（図示せず。）。熱処理装置は、例えば、赤外線ランプアニール装置であり、石英管で形成された炉（以降、反応炉という。）を備えている。熱処理装置はＣＶＤ（化学気相成長法）を実行することができる。そして、反応炉内の温度を上昇させて、大気雰囲気中でサファイア基板１０の温度を所定の温度まで上昇させる。所定の温度はおよそ１０００℃である。そして、サファイア基板１０に対して所定の時間の熱処理を施す。所定の時間はおよそ３時間である。すると、サファイア基板１０をセットした反応炉の内側から反応炉を形成するＳｉＯ2（２酸化ケイ素）が蒸発し、サファイア基板１０の表面に堆積する。すると、図１（Ｂ）に示すように、サファイア基板１０の表面は堆積したＳｉＯ2によって形成された被覆層１１に覆われる。
【００１４】
そして、反応炉内の気圧を所定の気圧に減圧した状態で、反応炉内に不活性ガスであるＮ2（窒素）を供給し、反応炉内の温度を上昇させて、サファイア基板１０の温度を所定の温度まで上昇させる。所定の気圧は５ｋＰａである。また、所定の温度は１１８０℃である。すると、サファイア基板１０の表面に堆積した被覆層１１がサファイア基板１０の表面から蒸発する。このとき、図１（Ｃ）に示すように、サファイア基板１０の表面の複数の場所に被覆層１１の一部が残り凝集し、サファイア基板１０の表面側に複数の核１１Ａとして形成される。
【００１５】
次に、反応炉内にエタノールを供給する。すると、図１（Ｄ）に示すように、核１１Ａを起点として結晶１２が成長する。
【００１６】
実施例１の作製方法で作製した実施例２のサンプルのＡＦＭ画像を図２（Ａ）に示す。図２（Ａ）に示すように、核１１Ａを起点として成長した結晶１２は螺旋状をなしていることがわかった。また、この螺旋状をなした結晶１２をラマン散乱分光法で評価した結果を図２（Ｂ）に示す。ラマン散乱分光法はグラフェンの評価において一般的に用いられている。グラフェンはＤピーク、Ｇピーク、及びＧ’ピークの３種類のラマンピークを基にして評価することができる。Ｄピークはグラフェンの構造欠陥、及びグラフェンのエッジに由来するピークである。Ｇピークはグラフェンの面内振動、及びｓｐ２結合に由来するピークである。Ｇ’ピークはグラフェン層構造の評価に利用することができるピークである。なお、ラマン散乱分光法を用いてグラフェンを評価した結果において、Ｇピーク及びＧ’ピークが出現している場合、グラフェンが形成されていることを示す。また、Ｇピーク及びＧ’ピークのそれぞれのピークの大きさを比べることによって形成されたグラフェンの積層された層数が分かる。図２（Ｂ）に示すように、螺旋状をなした結晶１２はグラフェン由来のピークであるＧピーク及びＧ’ピークが現れていることを示しており、螺旋状をなした結晶１２はグラフェンであることがわかった。つまり、実施例２のサンプルはＳｉＯ2で形成された核１１Ａ、及びグラフェンで形成された結晶１２を備えている。
【００１７】
ここで、核１１Ａを起点として、螺旋状をなしたグラフェンの結晶１２が形成される過程について説明する。ＳｉＯ2で形成された凸形状の核１１Ａにサファイア基板１０の表面に沿う方向に拡がりつつグラフェンの結晶１２が成長する。そして、グラフェンの結晶１２の成長が核１１Ａの表面に沿うように進む。そして、グラフェンの結晶１２が核１１Ａを一周するとき、核１１Ａの表面に沿うように進むグラフェンの結晶１２の成長する先端が、先に核１１Ａに形成されたグラフェンの結晶１２に連結することなく、先に核１１Ａに形成されたグラフェンの結晶１２の上側に重なり成長を続ける。こうして、螺旋状をなしたグラフェンの結晶１２が形成される。
【００１８】
次に、実施例１の作製方法で作製された実施例２のサンプルの構造体の構造について説明する。
この構造体は、図３に示すように、サファイア基板１０、核１１Ａ、及びグラフェンで形成された結晶１２を備えている。サファイア基板１０は（０００１）面が表面である。
【００１９】
核１１ＡはＳｉＯ2で形成されている。核１１Ａはサファイア基板１０の表面側に形成されている。上方からの平面視における核１１Ａの外形形状はほぼ円形状である。また、横方向からの側面視における核１１Ａの外形形状はサファイア基板１０の表面から離れるにつれてサファイア基板１０の表面に平行な方向の断面積が小さくなる。核１１Ａがサファイア基板１０の表面に連結した基端部のサファイア基板１０に沿う方向の寸法はおよそ２〜３０ｎｍである。また、核１１Ａのサファイア基板１０の表面からサファイア基板１０の表面から最も離れた先端までの寸法はおよそ１ｎｍである。核１１Ａはサファイア基板１０の表面側に複数が形成されている。
【００２０】
結晶１２は核１１Ａの表面からサファイア基板１０の表面に沿う方向に幅を有して拡がっている。また、結晶１２はサファイア基板１０の表面から離れる方向に向けて螺旋状をなしている。また、結晶１２はサファイア基板１０の表面から離れるに従いサファイア基板１０の表面に沿う方向の幅の寸法が小さくなるように形成されている。上方からの平面視における結晶１２の外形形状はほぼ円形状である。結晶１２のサファイア基板１０に最も近い部分のサファイア基板１０に沿う方向の寸法はおよそ４００ｎｍである。また、結晶１２のサファイア基板１０の表面からサファイア基板１０の表面から最も離れた先端までの寸法はおよそ１〜３ｎｍである。また、サファイア基板１０に最も近い部分の結晶１２とサファイア基板１０の表面との間、及び、サファイア基板１０の表面から離れる方向の螺旋状をなして重なり合う結晶１２の間の寸法はおよそ０．３ｎｍである。
【００２１】
このように、実施例１の作製方法で作製した実施例２のサンプルの構造体は、サファイア基板１０の表面に設けられた核１１Ａの表面からサファイア基板１０の表面に沿う方向に幅を有して拡がりつつ、サファイア基板１０の表面から離れる方向に向けて螺旋状をなしたグラフェンで形成された結晶１２が形成されている。つまり、この構造体の結晶１２はサファイア基板１０の表面側に設けられた核１１Ａを起点として、螺旋転位を有し螺旋状をなしている。
【００２２】
したがって、実施例２のサンプルの構造体は螺旋転位を有し螺旋状をなしたグラフェンで形成された結晶１２を備えている。
【００２３】
また、実施例２のサンプルの核１１Ａはサファイア基板１０の表面側に複数が形成されている。この場合、複数の核１１Ａのそれぞれに、螺旋転位を有し螺旋状をなしたグラフェンで形成された結晶１２が設けられる。つまり、この構造体はサファイア基板１０の表面側に複数設けることができる。
【００２４】
＜実施例３、４、比較例１〜３＞
次に、実施例１の構造体の作製方法を用いて比較例１のサンプルを作製した。比較例１のサンプルは、熱処理装置の反応炉内にサファイア基板１０をセットして、大気雰囲気中で２４時間、サファイア基板１０の温度を１０００℃にして熱処理を行い、サファイア基板１０の表面にＳｉＯ2によって形成された被覆層１１を堆積させた。このときの比較例１のサンプルのサファイア基板１０の表面のＡＦＭ画像を図４（Ａ）に示す。図４（Ａ）に示すように、比較例１のサンプルは、サファイア基板１０の表面に原子層ステップが現れている。
【００２５】
次に、比較例１のサンプルをセットした反応炉内の気圧を５ｋＰａに減圧した状態で反応炉内にＮ2を供給し、反応炉内の温度を調節してサファイア基板１０の温度を９８０℃にして、反応炉内にエタノールを供給して６０分間加熱した。このときの比較例１のサンプルのサファイア基板１０の表面のＡＦＭ画像を図４（Ｂ）に示す。図４（Ｂ）に示すように、比較例１のサンプルは、サファイア基板１０の表面に、複数の凸形状の物質Ｐ（以降、物質Ｐという）が形成されている。図５のグラフＡに示すように、これら物質Ｐの内の１つについて、サファイア基板１０の表面から物質Ｐの先端までの寸法は、およそ１．２ｎｍであった。また、この物質Ｐはサファイア基板１０から離れるにつれてサファイア基板１０に平行な方向の断面積が小さくなっている。
【００２６】
さらに、実施例１の構造体の作製方法を用いて実施例３、４、及び比較例２のサンプルを作製した。具体的には、表面にＳｉＯ2によって形成された被覆層１１を堆積させたサファイア基板１０をセットした反応炉内の気圧を５ｋＰａに減圧した状態で反応炉内にＮ2を供給して、サファイア基板１０の温度を数種類の所定の温度に変化させたサンプルをそれぞれ作製した。実施例３のサンプルの所定の温度は１０３０℃、実施例４のサンプルの所定の温度は１０８０℃、比較例２のサンプルの所定の温度は１２８０℃である。
実施例２〜４、及び比較例１、２のサンプルのラマン散乱分光法で評価した結果を図６（Ａ）に示し、実施例２、４、及び比較例１、２のサンプルのＸ線光電分光法で評価した結果を図６（Ｂ）に示す。なお、図６（Ｂ）において、Ｂｉｎｄｉｎｇ  ｅｎｅｒｇｙが１５４．７ｅＶ（エレクトロンボルト）、及び１０３．７ｅＶのそれぞれを中心にして現れるピークがＳｉＯ2に由来するピークである。
比較例１のサンプルにはＳｉＯ2に由来するピークが現れている（図６（Ｂ）参照）が、Ｇピーク、及びＧ’ピークが現れていない（図６（Ａ）参照。）。これにより、比較例１のサンプルは物質ＰがＳｉＯ2で形成された核１１Ａであること、及びグラフェンが形成されていないことがわかった。
【００２７】
また、実施例２、４のサンプルにはＳｉＯ2に由来するピークが現れている（図６（Ｂ）参照。）。なお、実施例３、４のサンプルのサファイア基板１０の表面には実施例２のサンプルの物質Ｐと同様な凸形状の物質が形成され、凸形状の物質に螺旋状をなした結晶が形成されている（図示せず。）。また、実施例２〜４のサンプルにはＧピーク、及びＧ’ピークも現れている（図６（Ａ）参照。）。これにより、実施例３、４のサンプルの凸形状の物質はＳｉＯ2で形成された核であること、及び螺旋状をなした結晶がグラフェンであることがわかった。
【００２８】
また、比較例２のサンプルにはＳｉＯ2に由来するピークが現れていない（図６（Ｂ）参照。）。これは、サファイア基板１０の表面に堆積した被覆層１１が蒸発したためと考えられる。また、比較例２のサンプルにはＧピーク、及びＧ’ピークが現れていない（図６（Ａ）参照。）。つまり、比較例２のサンプルは、比較例１のサンプルと同様にグラフェンが形成されていないことがわかった。以上の結果は、螺旋状をなしたグラフェンの結晶１２を形成するには、サファイア基板１０の表面にＳｉＯ2で形成された核１１Ａが存在し、且つサファイア基板１０の温度をグラフェンの原料であるエタノールを分解することができる温度にすることが必要であることを示している。
【００２９】
次に、表面にＳｉＯ2が堆積していないサファイア基板１０を反応炉内にセットして、この反応炉内の気圧を５ｋＰａに減圧した状態で反応炉内にＮ2を供給し、サファイア基板１０の温度を１１８０℃まで上昇させて、反応炉内にエタノールを供給して６０分間加熱して、比較例３のサンプルを作製した。比較例３のサンプルは、実施例２のサンプルに比べて、サファイア基板１０の表面にＳｉＯ2が堆積していない点が異なる。
【００３０】
比較例３のサンプルのサファイア基板１０の表面のＡＦＭ画像を図７に示す。図７に示すように、比較例３のサンプルは、サファイア基板１０の表面に原子層ステップが現れている。これに対して、図２（Ａ）に示すように、実施例２のサンプルは、サファイア基板１０の表面にグラフェンで形成された結晶１２を備えている。図７及び図２（Ａ）の結果は、グラフェンで形成された結晶１２がＳｉＯ2で形成された核１１Ａを起点にして成長することを示している。
【００３１】
このように、実施例３、４の構造体は、サファイア基板１０の表面に設けられた核１１Ａの表面からサファイア基板１０の表面に沿う方向に幅を有して拡がりつつ、サファイア基板１０の表面から離れる方向に向けて螺旋状をなしたグラフェンで形成された結晶１２が形成されている。つまり、この構造体の結晶１２はサファイア基板１０の表面に設けられた核１１Ａを起点として、螺旋転位を有し螺旋状をなしている。
【００３２】
したがって、実施例３、４の構造体も螺旋転位を有し螺旋状をなしたグラフェンで形成された結晶１２を備えている。
【００３３】
また、実施例３、４の核１１Ａはサファイア基板１０の表面側に複数が形成されている。このため、複数の核１１Ａのそれぞれに、螺旋転位を有し螺旋状をなしたグラフェンで形成された結晶１２が設けられる。つまり、この構造体もサファイア基板１０の表面側に複数設けることができる。
【００３４】
＜実施例５＞
実施例５の構造体の作製方法は、サファイア基板１０の表面にＳｉＯ2を蒸着して堆積させる点が実施例１の構造体の作製方法と異なる。他の工程は実施例１と同様であり、同一の構成は同一の符号を付し、同一の工程は詳細な説明を省略する。なお、工程の説明は図１を参照しつつ説明する。
【００３５】
先ず、サファイア基板１０を用意する（図１（Ａ）参照。）。そして、サファイア基板１０を真空蒸着装置のチャンバー内にセットする（図示せず。）。そして、サファイア基板１０の表面にＳｉＯ2を所定の厚み蒸着し堆積する。このとき、サファイア基板１０の表面は堆積したＳｉＯ2によって形成された被覆層１１に覆われる（図１（Ｂ）参照。）。所定の厚みはおよそ１ｎｍ以下である。
【００３６】
そして、サファイア基板１０を熱処理装置の反応炉内にセットして、反応炉内の気圧を所定の気圧に減圧した状態で反応炉内にＮ2を供給し、反応炉内の温度を上昇させて、サファイア基板１０の温度を所定の温度まで上昇させる。所定の気圧は５ｋＰａであり、所定の温度は１１８０℃である。すると、サファイア基板１０の表面に堆積した被覆層１１がサファイア基板１０の表面から蒸発する。このとき、サファイア基板１０の表面の複数の場所に被覆層１１の一部が残り凝集し、サファイア基板１０の表面に複数の核１１Ａとして形成される（図１（Ｃ）参照。）。そして、ＣＶＤを用いて、核１１Ａを起点として螺旋状をなしたグラフェンの結晶１２を成長させる（図１（Ｄ）参照。）。
【００３７】
このように、実施例５の構造体の作製方法で作製した構造体は、サファイア基板１０の表面に設けられた核１１Ａの表面からサファイア基板１０の表面に沿う方向に幅を有して拡がりつつ、サファイア基板１０の表面から離れる方向に向けて螺旋状をなしたグラフェンで形成された結晶１２が形成されている。つまり、この構造体の結晶１２はサファイア基板１０の表面に設けられた核１１Ａを起点として、螺旋転位を有し螺旋状をなしている。
【００３８】
したがって、実施例５の構造体の作製方法で作製した構造体も螺旋転位を有し螺旋状をなしたグラフェンで形成された結晶１２を備えている。
【００３９】
また、実施例５の構造体の作製方法で作製した構造体の核１１Ａはサファイア基板１０の表面側に複数が形成されている。このため、複数の核１１Ａのそれぞれに、螺旋転位を有し螺旋状をなしたグラフェンで形成された結晶１２が設けられる。つまり、この構造体もサファイア基板１０の表面側に複数設けることができる。
【００４０】
＜実施例６＞
実施例６の構造体の作製方法は、図８に示すように、サファイア基板１０の表面にパターニングによってＳｉＯ2で形成された核１１Ａを形成する点が実施例１、５の構造体の作製方法と異なる。他の工程は実施例１、５と同様であり、同一の構成は同一の符号を付し、同一の工程は詳細な説明を省略する。
【００４１】
先ず、サファイア基板１０を用意する（図８（Ａ）参照。）。そして、サファイア基板１０の表面にスピンコート法を用いてレジストを塗布する（図示せず。）。そして、フォトリソグラフィを用いて、サファイア基板１０の表面の所定の位置のレジストをパターニングして除去する。パターニングしてレジストが除去されて露出したサファイア基板１０の領域の外形は核１１Ａの外形である。サファイア基板１０を真空蒸着装置のチャンバー内にセットする（図示せず。）。そして、レジストの表面、及び露出したサファイア基板１０の表面にＳｉＯ2を所定の厚み蒸着し堆積する。このとき、レジストの表面、及び露出したサファイア基板１０の表面は蒸着して所定の厚み堆積したＳｉＯ2によって覆われる。所定の厚みはおよそ１ｎｍ以下である。そして、サファイア基板１０の表面に形成されたレジストをアセトン等の有機溶剤を用いて除去する。このとき、レジストの表面に蒸着して堆積したＳｉＯ2も、レジストと共に除去される（リフトオフする。）。これにより、サファイア基板１０の表面の所望の位置にＳｉＯ2で形成された核１１Ａを形成することができる（図８（Ｂ）参照。）。そして、ＣＶＤを用いて、核１１Ａを起点として螺旋状をなしたグラフェンの結晶１２を成長させる（図８（Ｃ）参照。）。これにより、サファイア基板１０の表面の所望の位置にグラフェンで形成された螺旋状をなした結晶１２を形成することができる。
【００４２】
このように、実施例６の構造体の作製方法で作製した構造体は、サファイア基板１０の表面に設けられた核１１Ａの表面からサファイア基板１０の表面に沿う方向に幅を有して拡がりつつ、サファイア基板１０の表面から離れる方向に向けて螺旋状をなしたグラフェンで形成された結晶１２が形成されている。つまり、この構造体の結晶１２はサファイア基板１０の表面に設けられた核１１Ａを起点として、螺旋転位を有し螺旋状をなしている。
【００４３】
したがって、実施例６の構造体の作製方法で作製した構造体も螺旋転位を有し螺旋状をなしたグラフェンで形成された結晶１２を備えている。
【００４４】
また、実施例６の構造体の作製方法で作製した構造体の核１１Ａはサファイア基板１０の表面側に複数が形成されている。このため、複数の核１１Ａのそれぞれに、螺旋転位を有し螺旋状をなしたグラフェンで形成された結晶１２が設けられる。つまり、この構造体もサファイア基板１０の表面側に複数設けることができる。
【００４５】
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例１〜６に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）実施例１、２では、（０００１）面を表面にしたサファイア基板を用いているが、これに限らず、他の面を表面にしたサファイア基板を用いてもよい。
（２）実施例１〜６では、サファイア基板を用いているが、Ｓｉ（ケイ素）、ＳｉＯ2、ＧａＮ（窒化ガリウム）、及びＺｎＯ（酸化亜鉛）等の他の材料を基板として用いても良い。
（３）実施例１〜６では、ＣＶＤにおいて、反応炉内に窒素を供給しているが、Ａｒ（アルゴン）等の他の不活性ガスを用いてもよい。不活性ガスを用いることにより、ＣＶＤを実行する際にサファイア基板の温度上昇させたときに、ＳｉＯ2が還元したり脱離したりすることを抑えることができる。
（４）実施例１〜６ではグラフェンの原料としてエタノールを用いているが、メタンやアセチレン等の他の材料であってもよい。
（５）実施例１、２、５、６ではサファイア基板の温度を１１８０℃にし、実施例３ではサファイア基板の温度を１０３０℃にし、実施例４ではサファイア基板の温度を１０８０℃にして螺旋状をなしたグラフェンの結晶を成長させているが、螺旋状をなしたグラフェンの結晶を成長させる温度が１０００℃〜１２００℃であってもよい。この条件は、核をＳｉＯ2で形成した場合の条件であり、核を他の材料で形成した場合は適宜変化させる必要がある。
（６）実施例１〜６では、核をＳｉＯ2で形成しているが、他の材料を核として用いても良い。
（７）実施例１では、熱処理装置の反応炉において大気雰囲気中で３時間の熱処理を施しているが、熱処理の時間は３時間より長くても良く、３時間より短くても良い。
（８）実施例２では、核がサファイア基板の表面に連結した基端部のサファイア基板に沿う方向の寸法はおよそ２〜３０ｎｍであるが、２ｎｍより小さくても良く、３０ｎｍより大きくても良い。
（９）実施例２では、結晶のサファイア基板に最も近い部分のサファイア基板に沿う方向の寸法はおよそ４００ｎｍであるが、４００ｎｍより小さくても良く、４００ｎｍより大きくても良い。
（１０）実施例２では、結晶のサファイア基板の表面からサファイア基板の表面から最も離れた先端までの寸法はおよそ１〜３ｎｍであるが、１ｎｍより小さくても良く、３ｎｍより大きくても良い。
（１１）実施例２では、サファイア基板に最も近い部分の結晶とサファイア基板の表面との間、及び、サファイア基板の表面から離れる方向の螺旋状をなして重なり合う結晶の間の寸法はおよそ０．３ｎｍであるが、０．３ｎｍより小さくても良く、０．３ｎｍより大きくても良い。
【符号の説明】
【００４６】
１０…サファイア基板（基板）
１１Ａ…核
１２…結晶（グラフェン）
【図１】
2018188329.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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