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Improvement of Thermionic Emission Performance by Activation of Semiconductor Emitter and Its Application for Photon Enhanced Thermionic Energy Conversion

Research Project

Project/Area Number 26420228
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Power engineering/Power conversion/Electric machinery
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

Ogino Akihisa  静岡大学, 工学部, 准教授 (90377721)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords熱電子発電 / 太陽光発電 / 半導体 / プラズマ応用
Outline of Final Research Achievements

In order to develop the thermionic energy converter operated lower than 870 K, the emission performance of plasma treated semiconductor emitter was studied. In addition, to make clear the problem of thermionic emission from semiconductor surface, the atomic structure on plasma treated surfaces was also investigated with the characteristics of thermionic emission.
As the results of the emission measurement using silicon and diamond emitter, the emission current of plasma treated surface was increased, the current density of mA/cm2 was obtained in the range from 670-820 K. The stability of Cs on heated surface was improved by plasma surface oxidation. The emission current from plasma treated surface was higher than the surface without plasma treatment.

Report

(4 results)
  • 2016 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2015 Research-status Report
  • 2014 Research-status Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2017 2016 2015 2014

All Presentation (26 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Presentation] Study of Thermionic Emission on Semiconductor Obtained by Adsorption of Cs on Plasma Treated Surface2017

    • Author(s)
      Akihisa Ogino,Takatoshi Watanabe,Yoshiki Nakano,Jumpei Suzuki
    • Organizer
      34th Symposium on Plasma Processing (SPP34)/ The 29th Symposium on Plasma Science for Materials (SPSM29)
    • Place of Presentation
      北海道札幌市・北海道大学
    • Year and Date
      2017-01-16
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      中野 嘉紀,渡邉 孝俊,森岡 直也,木村 裕治,荻野 明久
    • Organizer
      第64回応用物理学会春季学術講演会
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      神奈川県横浜市・パシフィコ横浜
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      第64回応用物理学会春季学術講演会
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      神奈川県横浜市・パシフィコ横浜
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      第64回応用物理学会春季学術講演会
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      神奈川県横浜市・パシフィコ横浜
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      Akihisa Ogino,Takatoshi Watanabe,Kenjiro Murata,Jumpei Suzuki
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      ISPlasma2017 / IC-PLANTS2017
    • Place of Presentation
      愛知県春日井市・中部大学
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    • Author(s)
      渡邉 孝俊, 羽田 篤史, 井上 健吾, 荻野 明久
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学 大岡山キャンパス,東京都目黒区大岡山
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      2016-03-19
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      第63回応用物理学会春季学術講演会
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      東京工業大学 大岡山キャンパス,東京都目黒区大岡山
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      2016-03-19
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      ISPLasma2016 / IC-PLANTS2016
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      新潟県新潟市・朱鷺メッセ
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      25th The Annual Meeting of MRS-J
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      第76回応用物理学会秋期学術講演会
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      名古屋国際会議場,愛知県名古屋市熱田区熱田西町
    • Year and Date
      2015-09-13
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      Akihisa Ogino
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      ISPlasma2015 / IC-PLANTS2015
    • Place of Presentation
      Nagoya Univ., Nagoya, Japan
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      2015-03-27 – 2015-03-31
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  • [Presentation] マイクロ波プラズマを用いた熱電子発電器用半導体エミッタの表面処理2015

    • Author(s)
      井上 健吾, 荻野 明久, 渡邉 孝俊
    • Organizer
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東海大学, 神奈川県平塚市北金目
    • Year and Date
      2015-03-11 – 2015-03-14
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  • [Presentation] 光と熱の効果を利用する熱電子発電2014

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      荻野 明久
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      真空ナノエレクトロニクス第158委員会・第105回研究会
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      機会振興会館, 東京都港区芝公園
    • Year and Date
      2014-12-18
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  • [Presentation] Influence of Plasma Treatment of Semiconductor Emitter Surfaces on Photon Enhanced Thermionic Emission2014

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      Atsushi HADA, Kengo INOUE, Kazuhito SHIRAKURA, Akihisa OGINO
    • Organizer
      第24回日本MRS年次大会
    • Place of Presentation
      横浜市開港記念会館, 神奈川県横浜市中区本町
    • Year and Date
      2014-12-10 – 2014-12-12
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      朱鷺メッセ, 新潟県新潟市中央区万代島
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      Akihisa Ogino, Kengo Inoue, Kazuhito Shirakura, Atsushi Hada, Takahito Setsuda
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      PLASMA2014
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      朱鷺メッセ, 新潟県新潟市中央区万代島
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      2014-11-18 – 2014-11-21
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      荻野 明久, 説田 貴仁, 井上 健吾 ,白倉 一人, 羽田 篤史
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      北海道大学, 北海道札幌市北区
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      中京大学 名古屋キャンパス, 愛知県名古屋市昭和区八事本町
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      中京大学 名古屋キャンパス, 愛知県名古屋市昭和区八事本町
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      平成26年度電気・電子・情報関係学会 東海支部連合大会
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      中京大学 名古屋キャンパス, 愛知県名古屋市昭和区八事本町
    • Year and Date
      2014-09-08 – 2014-09-09
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    • Author(s)
      Akihisa Ogino
    • Organizer
      IUMRS-ICA2014 (International Union of Materials Research Societies- The IUMRS International Conference in Asia 2014)
    • Place of Presentation
      Fukuoka University, Fukuoka, Japan
    • Year and Date
      2014-08-24 – 2014-08-30
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 電子放出材料および電子放出素子2017

    • Inventor(s)
      木村裕治, 片岡光浩, 森岡直也, 荻野明久, 加藤宙光他
    • Industrial Property Rights Holder
      木村裕治, 片岡光浩, 森岡直也, 荻野明久, 加藤宙光他
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2017-030085
    • Filing Date
      2017-02-21
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 電子放出材料および電子放出素子2016

    • Inventor(s)
      森岡直也, 木村裕治, 片岡光浩, 荻野明久
    • Industrial Property Rights Holder
      森岡直也, 木村裕治, 片岡光浩, 荻野明久
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2016-140962
    • Filing Date
      2016-07-18
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-22  

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