研究設備

青木研究室ではデバイスの作製から評価、電気伝導測定などに必要な設備がすべて一通りそろっています。そのためほとんどすべての実験が青木研究室内だけで行えます。

試料作製設備

主にグラフェンなどの試料を作成するクリーンルーム及び試料作製装置です。

クリーンルーム

エアシャワー付きクリーン度10000のクリーンルームです。試料の準備や微細加工などのほとんどの作業はここで行われます。
リソグラフィー装置

自作フォトリソグラフィー装置です。紫外線を露光し最小で1ミクロン程度の線幅まで描画することができます。

JEOL社製のSEMに電子線描画装置をマウントしたEBLシステムです。ステージはピエゾモーターステージに換装してあり、最小で100nm程度の線幅のパターンを作製できます。
蒸着機

~10-5Pa程度で電極金属を蒸着することができる電子線/抵抗加熱式蒸着機です。クライオポンプに換装する予定で、一日に何度も蒸着できるようになります。

超伝導電極などの金属を蒸着することができるRFマグネトロンマグネトロンスパッタ装置です。
窒素置換型のグローブボックスを導入し、酸化に弱い原子層物質も扱えるようになりました。一通りのマニピュレーターシステムが入っています。

その他、SEM観察用クイック金コーターや有機物質用蒸着機、銀薄膜専用蒸着機があります。
その他の試料作製設備

光学顕微鏡及び原子層接合用マニピュレーターシステム。大気中でファンデルワールス接合デバイスを作るのに使用します。現在ステージは自動化され、500nm程度の精度で原子層物質を自由に積層できます。

数分程度で10-5Pa代に到達し、高真空環境下でアニールすることができる自作装置です。

アルバック社製急速高温加熱装置です。Ar/H2雰囲気化で1000℃までの高温でアニールすることができます。

1000℃までの高温で結晶成長ができる管状炉です。酸化物細線やカーボンナノチューブ、フラーレン結晶の作製に使えます。

超音波ボールボンダー。低温測定などを行う場合にチップキャリアへ配線するのに使用します。

サンプルなどに付着した有機物の残渣などを取り除くことができるUVオゾンクリーナーです。

PFCガスやArガス、O2ガスなどを用いたドライエッチングが行える自作のRIE装置です。グラフェンなどの層状物質に対するエッジコンタクトを行う際に使用する装置です。

試料評価設備

作製した試料を評価する設備です。

 
プローバー

温度可変光学アプリケーション付き4探針プローブステーション。真空中で光学測定を行ったり、電気伝導測定を行ったりすることとができます。 液体窒素とヒーターを使用することで温度特性もとることができます。 移動式の電気伝導測定用ラックを併せて使用することでAC/DC測定およびキャパシタンス測定などが可能です。
液体ヘリウムを使用することで10K以下の温度で電気伝導測定を行えるプローバーです。移動式の電気伝導測定用ラックを併せて使用することでAC/DC測定およびキャパシタンス測定などが可能です。  
走査プローブ顕微鏡

AFM/EFM/MFM/SGM測定などが行えるSPMシステムです。測定を行いながら伝導特性を取得したりすることもできます。

真空中でAFM/EFM/SGM測定および電気伝導測定が可能なSPMシステムです。
光学測定設備

グリーンレーザーおよび光渦発生装置です。前述のプローバーと組み合わせて使用します。

ラマン分光測定器およびマウントされた金属顕微鏡です。顕微鏡で物質を探しながらラマン分光測定をすることが可能です。  
極低温クライオスタット

通常9T,ラムダプレートを冷やせば11Tまで磁場を印加させることができるマグネットをマウントしたHeデュワーです。除振台に設置されているので極低温化でのSPM実験などにも使用可能です。またベリーがあるためヘリウムのトランスファーも数日に一度で大丈夫です。Janis製のHeインサートを差し込んで使用します。

9Tまで磁場を印加可能なマグネットを搭載したOxford社のHeデュワーです。低温測定に使用します。右図はインサートを挿入した状態の写真です。

Janis社製の3Heインサートです。これを用いて作製したデバイスを300mKの極低温下で測定することができます。青木研究室ではこのようなインサートを二本保有しています。

3He/4Heの希釈冷凍機です。100mK以下の測定を行う際に使用します。

atcube社製の極低温下で動作するSPMです。この装置を用いて極低温化でSGM/EFM/MFM実験を行うことができます。
電気伝導測定装置


ロックインアンプを使った微小電流測定,Keithly4200半導体パラメータアナライザーやKeithly2602システムソースメータを使ったFET特性評価を行うシステムをLabViewで動かして測定を行っています。