層間挿入によるh-BNの半導体化とベータボルタ電池応用

• Project/Area Number: 23K26150
• Project/Area Number (Other): 23H01456 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21050:Electric and electronic materials-related
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 山田 貴壽 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究チーム長 (30306500)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小川 修一 日本大学, 生産工学部, 准教授 (00579203) ; 増澤 智昭 静岡大学, 電子工学研究所, 講師 (40570289)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000); Fiscal Year 2026: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2025: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2024: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2023: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
• Keywords: h-BN / ベータボルタ電池 / ドーピング / 六方晶窒化ホウ素

Outline of Research at the Start

ベータボルタ電池は太陽電池と同様の構造の放射線電池であり、最大のバンドギャップを有するh-BNは、ベータボルタ電池用材料の最有力候補だが、p型・n型導電性制御が開発されていなくベータボルタ電池に限らず電子・光デバイスが実現されていない。本研究では、世界に先駆けて開発したK添加h-BNの物性やバンド構造を解明し、二次元ナノ材料の特徴を活かした積層による原子数層の擬似pn接合及び発電実証に取組む。二次元ナノ材料唯一のワイドギャップ半導体であるh-BNのドーピングによる物性制御は新学術分野を開拓し、さらに交換不要な電池の開発はIoT、6Gを通した安心・安全社会構築に大きく貢献できる。