2016 Fiscal Year Research-status Report
コロイド状半導体量子ドットにおける増幅キャリア抽出方法の新開発
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16K04878
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小田 勝 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (30345334)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
近藤 久雄 愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 講師 (70274305)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 量子ドット / キャリア増幅 / 微小共振器 / 太陽電池 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1つの光子の照射により、量子ドット内に多数個のキャリアが生成されるコロイド状の半導体量子ドットは、そのキャリア増幅現象により、次世代の超高効率太陽電池材料として注目されている。ただし、増幅したキャリアは量子ドット内で互いに衝突する、または外部電極に伝搬するまでに捕獲されることにより熱として消失するため、増幅分のキャリアを抽出することが現状では困難である。本研究では、量子ドット内で増幅したキャリアを、共振器構造を備えた素子を利用することにより高効率に取り出すという、新しいキャリア抽出法の開発に取り組む。その開発に向け、本年度は下記２項目を実施した。
１．コロイド状半導体量子ドットの化学合成
高効率なキャリアの増幅と、その高効率な抽出が期待できるPbS量子ドットの化学合成法の開発に着手し、当初の計画に沿ってその改良に取り組んだ。電子顕微鏡による粒子像の観察により、明瞭な格子縞を示す結晶性の高い量子ドットを合成する方法を見出したこと、および、4.6 nm ～ 6.8 nmの範囲における粒径制御に成功したことを示した。また、発光スペクトルの測定結果から、本研究で開発する素子に適した、不純物発光の無い高品質な量子ドットが合成できたことを実証した。
２．増幅キャリア抽出用の素子の試作
本課題研究で提案するキャリア抽出法の実現に向け、独自に設計した素子の試作に取り組んだ。計算上、共振器の性能の指標である共振器Q値が500を超える素子を作製できれば、90%以上の抽出率が期待できる。この性能を満たす素子の作製に向け、計画に従って、素子の作製方法の探索、作製した素子の性能評価、および、その結果を帰還した作製法の改良に取り組んだ。これにより次年度以降の実現に向けた見通しを得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り研究を実施し、おおむね期待した結果が得られている状況にある。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度も、当初の計画通り研究を進める。
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| Causes of Carryover |
少額の端数分を、次年度に有効活用するため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
昨年度の残額は物品費に加えて有効活用する。ごく少額のため、他の使用計画に変更はない。
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