• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2016 Fiscal Year Research-status Report

AFM/STMを用いた局所キャリアダイナミクスの時間分解測定

Research Project

Project/Area Number 16K17521
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

稲見 栄一  千葉大学, 大学院融合科学研究科, 特任講師 (40420418)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Keywords走査プローブ顕微鏡 / 太陽電池 / 表面・界面物性
Outline of Annual Research Achievements

平成28年度は、原子間力顕微鏡を基盤に時間分解走査プローブ顕微鏡システムを構築した。現在、装置の構築はほぼ完了し、今後、測定原理の実証を行う段階にある。一方、本装置で測定の対象となる各試料に対して、以下の研究を行い、一定の成果が得られた。
(1)超ナノ結晶ダイヤモンド薄膜における電界電子放出特性の向上化
超ナノ結晶ダイヤモンド(UNCD)薄膜は、優れた電界放出(FE)特性から次世代の冷陰極材料として注目されている。今年度は、走査型トンネル顕微鏡/原子間力顕微鏡複合装置(AFM/STM)を用いて、熱処理やイオン注入によりUNCD薄膜のFE特性が飛躍的に向上する現象をナノスケールで確認し、そのメカニズムを明らかにすることに成功した。本成果の内容は、学術論文として取りまとめた。
(2)下地層の改質によるペロブスカイト太陽電池の高性能化
ペロブスカイト系材料を用いた太陽電池は、低コストで簡便に量産可能でありながら、シリコン系太陽電池に迫る変換効率が期待できることから、大きな注目を集めている。今年度は、ペロブスカイト層の下地となる多孔質金属酸化物層を従来の酸化チタンから酸化ニオブへ変更し、その諸特性を研究した。その結果、酸化ニオブを用いた際に、①ペロブスカイト層の膜質が向上する、②ペロブスカイト層-金属酸化物層界面における光励起電子輸送が効率的に行われる、ことを明らかにした。さらに、酸化ニオブを用いた際には、太陽電池としてのエネルギー変換効率も大幅に向上することを確認した。本成果は現在論文として取りまとめている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

時間分解走査プローブ顕微鏡に関しては、当初の予定通り、構築が完了した。一方、構築した装置の性能は、未だ実証されていない。一つは、装置を構成する任意波形発生器が故障したため、その修理に一定の期間を費やしたことが挙げられる。
一方、今後、本装置で測定の対象となる超ナノ結晶ダイヤモンド薄膜およびペロブスカイト太陽電池の研究に関しては、一定の結果が得られた。特に、ペロブスカイト層の下地となる多孔質金属酸化物層の改質により、太陽電池としてのエネルギー変換効率が、大幅に改善されることを見出したことは、重要な成果として挙げられる。このようなエネルギー変換効率の向上は、光励起キャリアの緩和過程と密接に関連していると考えられ、平成29年度に実施する励起キャリアダイナミクスの時間分解測定において実証が期待される。

Strategy for Future Research Activity

平成29年度は、平成28年度に構築した時間分解走査プローブ顕微鏡の測定原理を実証する。現在、装置の構築はほぼ完了しており、シリコン基板を用いて、正常な信号が検出されるところまでは確認している。今後、試料としてペロブスカイト太陽電池を用いて、本装置の時間分解顕微鏡としての性能を調べ、その諸性能(時間分解能・S/N比)について検討を行う。
一方、上記計画と並行して、対象試料となるペロブスカイト太陽電池の作製条件を最適化も行う。現在、本装置の測定原理を実証する上で、高性能なペロブスカイト太陽電池を再現性良く作成できないことが課題として挙げられる。今後、平成28年度に行った情報収集を基に、電池作成環境の改善、作成方法の一部見直しを行う。また、真空蒸着法を利用した電池作成についても検討を行う。

  • Research Products

    (17 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Straight Imaging and Mechanism behind Grain Boundary Electron Emission in Pt-doped Ultrananocrystalline Diamond Films2017

    • Author(s)
      Kalpataru Panda, Eiichi Inami, Yoshiaki Sugimoto, K. J Sankaran, and I-Nan Lin
    • Journal Title

      Carbon

      Volume: 111 Pages: 8-17

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2016.09.062

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A combined atomic force microscopy and voltage pulse technique to accurately measure the electrostatic force2016

    • Author(s)
      Eiichi Inami, and Yoshiaki Sugimoto
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 55 Pages: 08NB05-1-8

    • DOI

      10.7567/JJAP.55.08NB05

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Fe(001)上のフタロシアニン分子膜成長過程2017

    • Author(s)
      稲見 栄一,山田 豊和
    • Organizer
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜 (横浜)
    • Year and Date
      2017-03-14 – 2017-03-17
  • [Presentation] 走査型プローブ顕微鏡によるDNA単分子鎖の電気的特性の解明2017

    • Author(s)
      稲見 栄一,國京大貴,中村一希,小林範久, 山田 豊和
    • Organizer
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜 (横浜)
    • Year and Date
      2017-03-14 – 2017-03-17
  • [Presentation] ZnOナノ構造体を電子輸送層に用いたぺロブスカイト太陽電池の作製および特性評価(Ⅳ)2017

    • Author(s)
      木内 宏弥, 竹内 大将, 横倉 瑛太, 稲見 栄一, 緒方 啓典
    • Organizer
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜 (横浜)
    • Year and Date
      2017-03-14 – 2017-03-17
  • [Presentation] ペロブスカイト太陽電池における金属酸化物層の作製法がキャリア輸送特性に及ぼす効果Ⅱ2017

    • Author(s)
      竹内 大将, 木内 宏弥, 稲見 栄一, 緒方 啓典
    • Organizer
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜 (横浜)
    • Year and Date
      2017-03-14 – 2017-03-17
  • [Presentation] Crystallinity and defect structures of methyl ammonium lead halide perovskite films constituting perovskite solar cells2016

    • Author(s)
      Hironori Ogata, and Eiichi Inami
    • Organizer
      The 8th Asian Conference on Organic Electronics (A-COE2016)
    • Place of Presentation
      Kyoto Univ., Kyoto, Japan
    • Year and Date
      2016-12-05 – 2016-12-07
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ナノクラスターを利用した室温スイッチ素子の創成2016

    • Author(s)
      稲見 栄一, 濱田 幾太郎, 上田 啓市, 阿部 真之, 森田 清三, 杉本 宜昭
    • Organizer
      分子研研究会 表面科学の最先端技術と分子科学 -第7回真空・表面科学若手研究会-
    • Place of Presentation
      自然科学研究機構 分子科学研究所 明大寺キャンパス
    • Year and Date
      2016-12-02
  • [Presentation] ナノクラスターを利用した室温スイッチ素子の創成2016

    • Author(s)
      稲見 栄一, 濱田 幾太郎, 上田 啓市, 阿部 真之, 森田 清三, 杉本 宜昭
    • Organizer
      2016 真空・表面科学合同講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2016-11-29 – 2016-12-01
  • [Presentation] Study on the Molecular Motions and Defect Structures in Methyl Ammonium Lead Halide Films Constituting Perovskite Solar Cells Studied by Solid-State NMR Spectroscopy2016

    • Author(s)
      Hironori Ogata, and Eiichi Inami
    • Organizer
      2016 MRS Fall Meeting & Exhibit
    • Place of Presentation
      Boston, Massachusetts, USA
    • Year and Date
      2016-11-27 – 2016-12-02
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effects of Scaffold Layer on the Crystallinity of Methyl Ammonium Lead Halide Perovskite Films and Carrier Transport Properties in Perovskite Solar Cells2016

    • Author(s)
      Hironori Ogata, Eita Yokokura, and Eiichi Inami
    • Organizer
      The 2016 MRS Fall Meeting & Exhibit
    • Place of Presentation
      Boston, Massachusetts, USA
    • Year and Date
      2016-11-27 – 2016-12-02
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 走査プローブ顕微鏡を用いた原子スイッチの組立と制御2016

    • Author(s)
      稲見 栄一, 濱田 幾太郎, 上田 啓市, 阿部 真之, 森田 清三, 杉本 宜昭
    • Organizer
      日本物理学会 2016年秋秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [Presentation] ZnOナノ構造体を電子輸送層に用いたぺロブスカイト太陽電池の作製および特性評価(III)2016

    • Author(s)
      木内 宏弥、竹内 大将、高野 菜丘、横倉 瑛太、稲見 栄一、緒方 啓典
    • Organizer
      2016年 第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ (新潟県新潟市)
    • Year and Date
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [Presentation] ペロブスカイト太陽電池における金属酸化物層の作製法がキャリア輸送特性に及ぼす効果2016

    • Author(s)
      竹内 大将、木内 宏弥、高野 菜丘、横倉 瑛太、稲見 栄一、緒方 啓典
    • Organizer
      2016年 第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ (新潟県新潟市)
    • Year and Date
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [Presentation] ペロブスカイト太陽電池を構成するヘテロ接合薄膜の構造と電子物性2016

    • Author(s)
      緒方 啓典、木内 宏弥、竹内 大将、高野 菜丘、横倉 瑛太、稲見 栄一
    • Organizer
      2016年 第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ (新潟県新潟市)
    • Year and Date
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [Presentation] Room-temperature chiral switch assembled by atom manipulation2016

    • Author(s)
      Eiichi Inami, Ikutaro Hamada, Keiichi Ueda, Masayuki Abe, Seizo Morita, and Yoshiaki Sugimoto
    • Organizer
      6th Spin-Polarized Scanning Tunneling Microscopy International Conference (SPSTM2016)
    • Place of Presentation
      Chiba Univ., Chiba, Japan
    • Year and Date
      2016-08-28 – 2016-08-31
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks]

    • URL

      http://adv.chiba-u.jp/nano/yamada-upload/career_inami.html

URL: 

Published: 2018-01-16  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi