〈一般研究課題〉 MEMS グラフェン共振器と CMOS 回路を集積化した高感度質量センサの開発
助 成 研 究 者

豊橋技術科学大学

高橋一浩

MEMSグラフェン共振器とCMOS回路を集積化した高感度質量センサの開発
高橋 一浩（豊橋技術科学大学）

Development of highly sensitive mass sensor using MEMS
graphene resonator integrated with CMOS circuits
Kazuhiro Takahashi(Toyohashi University of Technology)

Abstract：
Recent research on a technique for transferring a CVD graphene on any substrate has been
actively conducted. In this work, for the application of the resonator device of graphene, we
proposed a dry transfer technique above a shallow trench with a simple and low temperature toform a freestanding CVD graphene. As a result, we succeeded cavity fabrication of edge-clamped
drum structure by transferring CVD single-layer graphene, the cavity size was achieved to bemaximum diameter of 8.5 μm and the minimum depth of 670 nm. We obtained Raman spectrum with
2D / G ratio of 1.88 and few D peak, which indicated that the edge-clamped drum structure of thehigh-quality single-layer graphene was achieved. Further, by observation of Raman spectrum, weexperimentally demonstrated the usability of poly(methyl methacrylate) PMMA removal in liquid in
the fabrication of edge-clamped drum structure using dry transfer with PMMA. To evaluate nanocavity length between freestanding graphene and Si substrate, we measured optical interference by
microscope spectrometer. The peak position was found to be 450 and 550 nm, which was agreementwith a gap length of 1050 nm. The suspended graphene was found above the nano cavity withdiameter of 10 μm. In addition, this transfer technique oﬀers to integrate graphene with CMOS
circuitry by post-CMOS processing because it has low temperature process. Therefore, we canfabricate freestanding single layer graphene with edge-clamped structure by using dry technique− 141 −

and also open the possibility of mass production of CVD graphene transfer.
1. はじめにグラフェンは、優れた機械的・電気的特性をもつことから、高周波スイッチや共振型センサなどのNEMS（Nano Electro Mechanical Systems：微小電気機械システム）デバイスへの応用が期待されている[1]。例えば、グラフェンの自立構造を振動子とするNEMS発振器は、小型で周波数変調可能な高周波デバイスとして応用できる[2]。また、血液中に含まれる免疫グロブリンGなどの生体分子を抗原抗体反応によって捉え、分子吸着に伴う周波数変化を検出するグラフェン共振型バイオセンサが報告されている[3]。これらのグラフェン共振器デバイスは、シリコン半導体チップ上にMEMS技術を用いてグラフェンの架橋構造を集積化し、交流電気信号を印加することで生じるグラフェンの共振現象を利用している。また、現在報告されているグラフェンの架橋構造には、グラフェンを膜の両端で固定したブリッジ構造[4][5]やエッジを全て支えた円形のドラム構造[2][6]などがある。ドラム構造はブリッジ構造に比べ、共振駆動時のエネルギー変換効率を示すクオリティファクターが1桁以上高くできることが報告されている[7]。現在までに、ドラム構造のグラフェン共振器を製作する手法として、グラフェンを上部からエポキシ系レジストで支え、その後グラフェンの下部層を犠牲層エッチングにより除去する手法が提案されてきた[2][6]。しかし、犠牲層エッチングにより製作したグラフェン共振器では、エッチング液に入れた際にグラフェン下部に液体が流入し、デバイス構造が破壊するため、液中動作可能なバイオセンサの実現は困難である。また同時に、製作プロセスの複雑化を招いている。そこで本研究では、ナノキャビティをもつ任意基板上にグラフェン転写を行うことで、犠牲層エッチングを用いずに円形のドラム構造を実現できる簡易的な製作手法の確立を目指している。
グラフェンの成膜手法には、機械剥離法[8]やニッケルや銅箔上への化学気相成長法（CVD法）[9][10]、SiCへのエピタキシャル成長法[11]などが報告されているが、デバイス応用には高品質かつ大量生産可能で汎用性が高いという利点から、CVD法によるグラフェンが期待されている。ニッケ
ルや銅箔上にCVD成長したグラフェンを半導体デバイスと組み合わせて使用するためには、任意基板へ転写する必要がある。現在、銅箔上へ成長したグラフェンを任意の基板へ転写する技術としては、水中で転写を行うウェット転写方式が主流である[12][13]。しかし、このようなウェット転写方式では、ナノキャビティをもつ基板上へ転写する際にキャビティ内に液体がトラップされ構造が破壊するため、目的とするキャビティ封止構造の形成はできない。そこで近年では、空気中で転写 を 行 う ド ラ イ 転 写 技 術 が 提 案 さ れ て き た[14][15]。 ド ラ イ 転 写 技 術 に は、 熱 剥 離 テ ー プ やpoly(methyl methacrylate) (PMMA)を用いるものが報告されているが、中でもPMMAを用いる手法は欠陥の少ない高品質なグラフェンを得られることから期待されている。本研究では、PMMAを用いたより簡易的なドライ転写法を用いることで、グラフェンによるキャビティ封止型ドラム構造の製作に成功した。提案する転写方法は、低温でシリコン酸化膜上に転写・洗浄工程が可能なた
め、CMOS集積回路上にポストプロセスによってグラフェン共振器を製作可能である。本稿では、
ドライ転写技術および製作したキャビティ封止型ドラム構造の評価結果についてまとめる。

－ 142 －

727273737474757576767777787879798080818182828383848485858686878788888989909091
91

PMMA/グラフェンは超純水中で洗浄する。転写対象となる任意基板を水中から PMMA/グラフェン
2．犠牲層エッチングを用いたグラフェン共振器
PMMA/グラフェンは超純水中で洗浄する。
転写対象となる任意基板を水中から PMMA/グラフェンと同時にすくいあげ、水の乾燥の際に生じる表面張力を利用して転写を行うことで、グラフェンと図1に従来のウェット転写方式のプロセスフローを示す。まず銅箔にCVD成長したグラフェン上と同時にすくいあげ、水の乾燥の際に生じる表面張力を利用して転写を行うことで、グラフェンと基板間の密着性を向上する。に、キャリア層としてPMMAをスピンコートする。銅エッチング液により銅箔を除去したのち、基板間の密着性を向上する。
図 2 にウェット転写方式によるグラフェン共振器構造の製作手法を示す。ウェット転写方式によPMMA/グラフェンは超純水中で洗浄する。転写対象となる任意基板を水中からPMMA/グラフェ
図 2 にウェット転写方式によるグラフェン共振器構造の製作手法を示す。ウェット転写方式によるグラフェン可動構造の製作手法には主に 2 つの手法が提案されている。1 つ目は、平坦な基板上ンと同時にすくいあげ、水の乾燥の際に生じる表面張力を利用して転写を行うことで、グラフェンるグラフェン可動構造の製作手法には主に2 つの手法が提案されている。1 つ目は、平坦な基板上にグラフェン転写を行い、その後犠牲層エッチングを用いることでグラフェン下部の犠牲層を除去と基板間の密着性を向上する。にグラフェン転写を行い、その後犠牲層エッチングを用いることでグラフェン下部の犠牲層を除去する手法である。この手法で製作したグラフェン共振器が現在最も多く報告されている。2 つ目は、
図2にウェット転写方式によるグラフェン共振器構造の製作手法を示す。ウェット転写方式によする手法である。
この手法で製作したグラフェン共振器が現在最も多く報告されている。2 つ目は、予め液体の貫通孔を形成した基板上にグラフェン転写を行う手法である。この場合、グラフェン下予め液体の貫通孔を形成した基板上にグラフェン転写を行う手法である。この場合、グラフェン下るグラフェン可動構造の製作手法には主に2つの手法が提案されている。1つ目は、平坦な基板上部に共振駆動用電極を配置できない点が課題である。また、図 3 に犠牲層エッチングにより製作し部に共振駆動用電極を配置できない点が課題である。また、図3 に犠牲層エッチングにより製作しにグラフェン転写を行い、その後犠牲層エッチングを用いることでグラフェン下部の犠牲層を除去た多層グラフェン共振器構造の電子顕微鏡写真およびレーザードップラー振動計による共振特性た多層グラフェン共振器構造の電子顕微鏡写真およびレーザードップラー振動計による共振特性する手法である。この手法で製作したグラフェン共振器が現在最も多く報告されている。2つ目
評価結果を示す。グラフェンを支える Au 支持体の下部までエッチングされており、Au 支持体の評価結果を示す。グラフェンを支える
Au 支持体の下部までエッチングされており、Au 支持体のは、予め液体の貫通孔を形成した基板上にグラフェン転写を行う手法である。この場合、グラフェ共振振動がグラフェン膜に伝搬していることがわかる。これは共振器特性に、グラフェンの共振点共振振動がグラフェン膜に伝搬していることがわかる。これは共振器特性に、グラフェンの共振点ン下部に共振駆動用電極を配置できない点が課題である。また、図3に犠牲層エッチングにより製以外の共振ピークが出現することを意味しており、グラフェン固有の振動を利用した高感度質量検以外の共振ピークが出現することを意味しており、グラフェン固有の振動を利用した高感度質量検作した多層グラフェン共振器構造の電子顕微鏡写真およびレーザードップラー振動計による共振特出が行うことが困難である。このように Au 支持体が犠牲層エッチングにより中空構造を形成する出が行うことが困難である。このように
Au 支持体が犠牲層エッチングにより中空構造を形成する性評価結果を示す。グラフェンを支えるAu支持体の下部までエッチングされており、Au支持体の原因は、グラフェンの密着性の弱さにある。グラフェンは他の材料と弱いファンデルワールス力で原因は、グラフェンの密着性の弱さにある。グラフェンは他の材料と弱いファンデルワールス力で共振振動がグラフェン膜に伝搬していることがわかる。これは共振器特性に、グラフェンの共振点密着しているため、犠牲層エッチングの際に犠牲層を除去するための薬液を流入すると、キャピラ密着しているため、犠牲層エッチングの際に犠牲層を除去するための薬液を流入すると、キャピラ以外の共振ピークが出現することを意味しており、グラフェン固有の振動を利用した高感度質量検リフォースにより極めてはやい速度でアンダーカットが進む。その結果、グラフェン下部層は全てリフォースにより極めてはやい速度でアンダーカットが進む。その結果、グラフェン下部層は全て出が行うことが困難である。このようにAu支持体が犠牲層エッチングにより中空構造を形成するエッチングされ、支持体の中空構造が形成される。この現象は、犠牲層エッチングにより製作するエッチングされ、支持体の中空構造が形成される。この現象は、犠牲層エッチングにより製作する
原因は、グラフェンの密着性の弱さにある。グラフェンは他の材料と弱いファンデルワールス力でほとんどのグラフェン共振器で生じている[5][16][17]。したがって、このような支持体中空構造のほとんどのグラフェン共振器で生じている [5][16][17]。したがって、このような支持体中空構造の密着しているため、犠牲層エッチングの際に犠牲層を除去するための薬液を流入すると、キャピラ課題の解決が求められている。
課題の解決が求められている。

929293939494

図 1 従来のウェット転写法
図1 従来のウェット転写法
図 1 従来のウェット転写法

9595

図3

図 2 ウェット転写法およびドライ転写法により

図2図 ウェット転写法およびドライ転写法により製作した
2 ウェット転写法およびドライ転写法により製作したグラフェン共振器
グラフェン共振器製作したグラフェン共振器

犠牲層エッチングにより製作した多層グラフェン共振器と各測定点におけるレーザードップラー振動計による共振特性評価－ 143 －

リフォースにより極めてはやい速度でアンダーカットが進む。その結果、グラフェン下部層は全てエッチングされ、支持体の中空構造が形成される。この現象は、犠牲層エッチングにより製作するほとんどのグラフェン共振器で生じている [5][16][17]。したがって、このような支持体中空構造の969798

課題の解決が求められている。
図 3 犠牲層エッチングにより製作した多層グラフェン共振器と各測定点におけるレーザードップラー振動計による共振特性評価

3．ドライ転写法を用いたグラフェン自立構造の作製プロセス

1003. 本研究では、グラフェンの支持体が理想的に基板に固定されている構造を実現することを目的
ドライ転写法を用いたグラフェン自立構造の作製プロセスに、犠牲層エッチングを用いずにグラフェン共振器構造の形成ができる簡易的なドライ転写技術を本研究では、グラフェンの支持体が理想的に基板に固定されている構造を実現することを目的に、

101提案する。図4に、本研究で行ったCVD単層グラフェンのドライ転写プロセスを示す。まず、グラ
犠牲層エッチングを用いずにグラフェン共振器構造の形成ができる簡易的なドライ転写技術を提102

フェン/銅箔にPMMAを3.5μm程度の厚さでスピンコートし、密着性向上のために180℃のホット案する。図 4 に、本研究で行った
CVD 単層グラフェンのドライ転写プロセスを示す。まず、グラ

103

プ
レ ー ト で 加PMMA
熱 す る。Polydimethylsiloxane(PDMS)をPMMAの上 部 か ら 自 然 圧180℃のホッ着することトでフェン/銅箔にを 3.5 m 程度の厚さでスピンコートし、密着性向上のために

104

プレートで加熱する。PDMS を PMMA の上部から自然圧着することでPMMA/グラフェン/銅箔をPMMA/グラフェン/銅箔を支持し、FeCl2 液により銅をエッチングする。完全に銅をエッチングし105支持し、FeCl2 液により銅をエッチングする。完全に銅をエッチングした後、PDMSを用いて FeCl2た後、PDMSを用いてFeCl2 液からPDMS/PMMA/グラフェンを取り出し超純水で十分にリンスす

106

液から PDMS/PMMA/グラフェンを取り出し超純水で十分にリンスする。PDMS/PMMA/グラフェンる。PDMS/PMMA/グラフェンを空気中で乾燥させ、グラフェン表面をIPAにより有機洗浄する。

107を空気中で乾燥させ、グラフェン表面をIPA により形成したナノキャビティをもつ熱SiO2/Si上ににより有機洗浄する。その後、予め反応性イオンエッその後、予め反応性イオンエッチング（RIE）

108

チング（RIE）により形成したナノキャビティをもつ熱 SiO2/Si 上に乾燥させた PDMS/PMMA/グラ
乾燥させたPDMS/PMMA/グラフェンを置き、基板をPMMAの転移温度以上である180℃のホット

109

フェンを置き、基板を PMMA の転移温度以上である 180℃のホットプレートで 12 時間以上加熱すプレートで12時間以上加熱する。この熱処理によりPMMAは可塑性を有するため、グラフェン/基110る。この熱処理により PMMA は可塑性を有するため、グラフェン/基板間の密着性は向上する。溶板間の密着性は向上する。溶液中でグラフェンが基板から剥離しないようPMMAを2度塗りした

111

液中でグラフェンが基板から剥離しないよう PMMA を 2 度塗りした後、5 分間 180℃で加熱を行う。
後、5分間180℃で加熱を行う。最後に60℃の温リムーバPGでPMMAを除去し、転写は完了とな

112

最後に 60℃の温リムーバ PG で PMMA を除去し、転写は完了となる。

99113

図4114

低温ドライ転写法による架橋グラフェンの製作プロセス

図 4 低温ドライ転写法による架橋グラフェンの製作プロセスる。
図5にドライ転写法により製作したグラフェンによるキャビティ封止型ドラム構造の電子顕微鏡
写真を示す。グラフェン膜の自立構造が確認でき、キャビティ封止構造の製作に成功していることが示せた。今回の実験ではキャビティサイズは最大直径8.5 μmを達成した。また、従来のPMMAを用いたドライ転写法は、350℃以上で水素/アルゴンガスを用いた高温アニールによってPMMAを除去していたが、本研究では、有機溶剤によるPMMA除去を試みた。その結果、グラフェンに－ 144 －

115
116

図 5 低温ドライ転写法による単層グラフェンの自立構造

117
118

図 5 にドライ転写法により製作したグラフェンによるキャビティ封止型ドラム構造の電子顕微

119

鏡写真を示す。グラフェン膜の自立構造が確認でき、キャビティ封止構造の製作に成功しているこ

120
115とが示せた。今回の実験ではキャビティサイズは最大直径 8.5 m を達成した。また、従来の PMMA

121116122
117
123118124119125120126121

図5 低温ドライ転写法による単層グラフェンの自立構造を用いたドライ転写法は、350℃以上で水素/アルゴンガスを用いた高温アニールによってPMMA
図 5 低温ドライ転写法による単層グラフェンの自立構造を除去していたが、本研究では、有機溶剤による PMMA 除去を試みた。その結果、グラフェンによるキャビティ封止構造が形成でき、簡易かつ低温でドライ転写に成功した。今回の結果より、グよるキャビティ封止構造が形成でき、簡易かつ低温でドライ転写に成功した。今回の結果より、グ
図 5 にドライ転写法により製作したグラフェンによるキャビティ封止型ドラム構造の電子顕微
ラフェンは一般的な気体や液体に対して不透過性を示すことから、液体でのPMMA除去はキャビラフェンは一般的な気体や液体に対して不透過性を示すことから、液体での PMMA 除去はキャビ鏡写真を示す。グラフェン膜の自立構造が確認でき、キャビティ封止構造の製作に成功しているこティ封止構造の形成においても有効であることが実証できたといえる。また、低温でシリコン酸化ティ封止構造の形成においても有効であることが実証できたといえる。また、低温でシリコン酸化とが示せた。今回の実験ではキャビティサイズは最大直径 8.5 m を達成した。また、従来の PMMA膜上に転写可能な提案手法は集積回路上に後工程でグラフェンの架橋構造が形成できるプロセスで膜上に転写可能な提案手法は集積回路上に後工程でグラフェンの架橋構造が形成できるプロセス
を用いたドライ転写法は、350℃以上で水素/アルゴンガスを用いた高温アニールによって PMMA

128123ある。図6に、ドライ転写法による架橋グラフェン上のラマンスペクトル測定結果を示す。2D/Gである。図6 に、ドライ転写法による架橋グラフェン上のラマンスペクトル測定結果を示す。2D/Gを除去していたが、本研究では、有機溶剤によるPMMA 除去を試みた。その結果、グラフェンに比は1.88を示し、Dピークはほとんどみられていないことから、高品質な単層グラフェンの自立構比は 1.88 を示し、D ピークはほとんどみられていないことから、高品質な単層グラフェンの自立よるキャビティ封止構造が形成でき、簡易かつ低温でドライ転写に成功した。今回の結果より、グ129124

構造製作に成功したといえる。
ラフェンは一般的な気体や液体に対して不透過性を示すことから、液体での PMMA 除去はキャビ125

ティ封止構造の形成においても有効であることが実証できたといえる。また、低温でシリコン酸化126

膜上に転写可能な提案手法は集積回路上に後工程でグラフェンの架橋構造が形成できるプロセス

127である。図 6 に、ドライ転写法による架橋グラフェン上のラマンスペクトル測定結果を示す。2D/G128

比は 1.88 を示し、D ピークはほとんどみられていないことから、高品質な単層グラフェンの自立129構造製作に成功したといえる。

127122130131

図6
転写後グラフェンのラマンスペクトル測定結果
図6 転写後グラフェンのラマンスペクトル測定結果

図7 架橋グラフェンの反射スペクトル
図 7 架橋グラフェンの反射スペクトル

132

造製作に成功したといえる。

133
134

グラフェンの自立膜により封止されたキャビティの深さを測定する目的で、キャビティ内で発生グラフェンの自立膜により封止されたキャビティの深さを測定する目的で、キャビティ内で発生する光干渉特性を顕微分光測定により評価を行った。測定には 100 倍の対物レンズを使用してコアする光干渉特性を顕微分光測定により評価を行った。測定には100倍の対物レンズを使用してコア

135130136131

径 200 μmの光ファイバを分光器に接続して測定を行ったため、観察エリアは直径2m の光ファイバを分光器に接続して測定を行ったため、観察エリアは直径 2μmとなっていm となって径200いる。図7 にグラフェン自立膜中央からの反射スペクトルを示す。可視領域において
450、550nm
図 6 転写後グラフェンのラマンスペクトル測定結果
図 7 架橋グラフェンの反射スペクトルる。図7にグラフェン自立膜中央からの反射スペクトルを示す。可視領域において450、550nmに132

干渉ピークが観察されており、この干渉波形はグラフェンとシリコン基板との間のキャビティに133

グラフェンの自立膜により封止されたキャビティの深さを測定する目的で、キャビティ内で発生よって決まる。キャビティ長をフィッティングパラメータとして、光干渉解析を行ったところ、134する光干渉特性を顕微分光測定により評価を行った。
測定には 100 倍の対物レンズを使用してコアキャビティ長1050nmでよい一致が見られた。したがって、シリコン酸化膜の膜厚とほぼ同じキャ135

径 200 m の光ファイバを分光器に接続して測定を行ったため、観察エリアは直径 2 m となってビティが形成されている結果が得られた。

136いる。図7 にグラフェン自立膜中央からの反射スペクトルを示す。可視領域において 450、550 nm
グラフェン上に分子を修飾する手法として、π結合によりグラフェン表面へ吸着可能な架橋剤を使用して、タンパク質抗体の修飾実験を行った。グラフェン上への吸着を確認するため、蛍光色素－ 145 －139ャビティ長 1050 nm でよい一致が見られた。したがって、シリコン酸化膜の膜厚とほぼ同じキャビ140

ティが形成されている結果が得られた。

141

グラフェン上に分子を修飾する手法として、π結合によりグラフェン表面へ吸着可能な架橋剤を142使用して、タンパク質抗体の修飾実験を行った。グラフェン上への吸着を確認するため、蛍光色素

143（FITC）を標識した牛血清アルブミン(BSA)抗体を架橋剤と修飾処理を行った。図8 に BSA 抗体（FITC）を標識した牛血清アルブミン(BSA)抗体を架橋剤と修飾処理を行った。図8にBSA抗体を144をグラフェン上に修飾した後の蛍光顕微鏡画像を示す。グラフェンが転写されている領域では蛍光グラフェン上に修飾した後の蛍光顕微鏡画像を示す。グラフェンが転写されている領域では蛍光がが観察されており、欠陥箇所では蛍光が確認されなかったことから、グラフェン上への分子の修飾観察されており、欠陥箇所では蛍光が確認されなかったことから、グラフェン上への分子の修飾に

145
146147148149
150151に成功していると考えられる。この修飾方法を用いて自立構造を有するグラフェン膜上へ BSA 抗成功していると考えられる。この修飾方法を用いて自立構造を有するグラフェン膜上へBSA抗体体の修飾を行い、膜の形状変化を干渉測定により評価した。抗体修飾前後の反射スペクトルより、の修飾を行い、膜の形状変化を干渉測定により評価した。抗体修飾前後の反射スペクトルより、抗抗体修飾後はキャビティ長が 200nm 程度増加していることが示された。これは、自立膜上に分子体修飾後はキャビティ長が200nm程度増加していることが示された。これは、自立膜上に分子がが吸着すると、分子同士が静電的に反発し、膜にストレスとして伝わることにより変化したモデル吸着すると、分子同士が静電的に反発し、膜にストレスとして伝わることにより変化したモデル通通りの結果である。以上より、グラフェンの自立膜上へ吸着した分子の応答変化を取得することにりの結果である。以上より、グラフェンの自立膜上へ吸着した分子の応答変化を取得することに成成功した。

152
153

図8 架橋剤を利用したグラフェン上へのタンパク質抗体修飾

図 8 架橋剤を利用したグラフェン上へのタンパク質抗体修飾

154
155
156
157
158

図9

架橋グラフェン上への分子修飾によ

図 9るスペク
架橋グラフェン上への分子トルシフト修飾によるスペクトルシフト功した。
4. まとめ
4．まとめ
本研究では、CVD 単層グラフェンの NEMS デバイス応用に向けた製作手法の提案を行い、CMOS
本 研 究 で は、CVD単 層 グ ラ フ ェ ン のNEMSデ バ イ ス 応 用 従来より簡易かつ低温でのドライ転に 向 け た 製 作 手 法 の 提 案 を 行 い、集積回路上にグラフェンの架橋構造を形成可能な手法として、160

CMOS集積回路上にグラフェンの架橋構造を形成可能な手法として、従来より簡易かつ低温でのド写に成功した。PMMA を用いたドライ転写において、液体での PMMA 除去は有効であることが実ライ転写に成功した。PMMAを用いたドライ転写において、液体でのPMMA除去は有効であるこ証された。また今回のドライ転写により、犠牲層エッチングを用いずにグラフェンの支持体が理想

161とが実証された。また今回のドライ転写により、犠牲層エッチングを用いずにグラフェンの支持体的に基板に固定されている構造を実現できた。その結果、キャビティサイズは最大直径 8.5 m の162が理想的に基板に固定されている構造を実現できた。その結果、キャビティサイズは最大直径8.5キャビティ封止型ドラム構造を達成した。また、ラマンスペクトル測定結果よから、2D/G 比は 1.88

163μmのキャビティ封止型ドラム構造を達成した。また、ラマンスペクトル測定結果よから、2D/Gを示し、D ピークはほとんどないため、高品質な単層グラフェンドラム構造の製作に成功したとい

164

比は1.88を示し、Dピークはほとんどないため、高品質な単層グラフェンドラム構造の製作に成功える。さらに、架橋剤を使用してグラフェン自立膜上に抗体分子を修飾し、分子吸着によるグラフ165したといえる。さらに、架橋剤を使用してグラフェン自立膜上に抗体分子を修飾し、分子吸着によェン膜の構造変化が観測された。これはグラフェンの自立構造上で分子の吸着を検出可能であるこ166

るグラフェン膜の構造変化が観測された。これはグラフェンの自立構造上で分子の吸着を検出可能とを示唆する結果である。

167であることを示唆する結果である。

159

168

参考文献
[1]

A ndre C. Ferrari, et al., Science and technology roadmap for graphene related twodimensional crystals, and hybridsystems, Nanoscale, 7, 4598 (2015)[2] C
 .Chen, et al., Graphene mechanical oscillators with tunable frequency, Nature Nanotech 8,pp.923-927 (2013)[3] Alexander, et al., Optoelectromechanical Multimodal Biosensor with Graphene Active
Region, Nano Lett, 14, pp.5641-5649 (2014)－ 146 －[4]Arend M. van der Zande, et al., Large-Scale Arrays of Single-Layer Graphene Resonators,Nano Lett., 10, pp4869-4873 (2010)[5]

A. Eichler, et al., Nonlinear damping in mechanical resonators made from carbon nanotubes
and graphene, Nature Nanotech 6, 339-342(2011)[6]

L.Sunwoo, et al., Electrically integrated SU-8 clamped graphene drum resonators for strainengineering, Appl. Phys. Lett.102, 153101 (2013)[7]

Robert A. Barton, et al., High, Size-Dependent Quality Factor in an Array of Graphene
Mechanical Resonators, Nano let, 11, pp. 1232-1236 (2011)[8]

P. Blake and E. W. Hill, et al., Making graphene visible, Appl. Phys. Lett., 91, 063124 (2007)[9]

K eun Soo Kim, et al., Large-scale pattern growth of graphene films for stretchabletransparent electrodes, Nature 457, pp. 706-710 (2009)[10] Xuesong Li, et al., Large-Area Synthesis of High-Quality and Uniform Graphene Films onCopper Foils, Science, 324, 1312 (2009)[11] Peter Sutter, Epitaxial graphene: How silicon leaves the scene, Nature Materials, 8 , pp.
171-172 (2009)[12] A. Pirkle, et al., The effect of chemical residues on the physical and electrical properties ofchemical vapor deposited graphene transferred to SiO2 , Appl. Phys. Lett., 99 , 122108(2011)[13] X uesong Li, et al., Transfer of Large-Area Graphene Films for High-Performance
Transparent Conductive Electrodes, Nano Lett., 9, pp. 4359-4363 (2009)[14] Joshua D. Caldwell, et al., Technique for the Dry Transfer of Epitaxial Graphene onto
Arbitrary Substrates, ACS Nano, 4, pp. 1108-1114 (2010)[15] J. W. Suk, et al., Transfer of CVD-Grown Monolayer Graphene onto Arbitrary Substrates,ACS Nano, 5, pp. 6916−6924 (2011)[16] Singh, V. et al., Probing thermal expansion of graphene and modal dispersion at lowtemperature using graphene NEMS resonators, Nanotech 21, 165204(2010)[17] C . Chen, et al., Performance of monolayer graphene nanomechanical resonators withelectrical readout, Nature nanotech, 4, pp. 861-867 (2009)－ 147 －