2018 Fiscal Year Research-status Report
Artificial photosynthesis technology using highly mismatched alloys
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18K19046
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
田中 徹 佐賀大学, 理工学部, 教授 (20325591)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齊藤 勝彦 佐賀大学, シンクロトロン光応用研究センター, 助教 (40380795)
郭 其新 佐賀大学, シンクロトロン光応用研究センター, 教授 (60243995)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | 高不整合材料 / 人工光合成 / マルチバンドギャップ半導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
太陽光と水を利用して水素を生成する人工光合成は、将来の持続可能な社会の実現に向け、二酸化炭素など温室効果ガスを削減しながら、無尽蔵かつ貯蔵可能な次世代エネルギー創製技術として大きな期待が寄せられている。効率向上のためには、太陽光に含まれる可視光の吸収により、酸化還元反応を効率良く起こすことができる材料の開発が重要な課題の一つである。
本研究では、従来の半導体混晶と異なりユニークなバンドエンジニアリングが可能となる高不整合半導体材料に着目し、人工光合成応用に適したエネルギーバンドを実現することで、これまでにない新たな人工光合成システムを開拓することを目的としている。平成30年度は以下の研究を実施した。
(1) 高不整合材料としてZnOにTeを添加したO-rich ZnTeO薄膜を得ることを目的に、分子線エピタキシー法によりサファイア基板上に薄膜成長を試みた。本薄膜の成長に適切な条件を見出すことを目的に、基板温度、Te供給フラックス、酸素ラジカル供給量を変化させて成長を行った。実験は現在進行中であるものの、基板温度については適切な範囲が明確となりつつある。
(2) 高不整合材料ZnSeOの母体となるZnSeについても分子線エピタキシー法により成長を行い、II/VI比、成長温度と成長膜の特性について評価を行った。その結果、II/VI比、成長温度が成長膜の結晶性に大きな影響を与えることが明らかとなった。
(3) 試料に対する光照射時の光化学反応特性を評価するためのシステムを構築するための準備を行った。
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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
各項目ともに研究計画に沿っておおむね順調に研究を進めてきている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度に得られた結果をもとにして、以下のように研究を進める。
(1) O-rich ZnTeO薄膜に関しては、引き続き、分子線エピタキシー法による高品質薄膜の成長条件を追究する。その後、O濃度による特性の変化を明らかにする。
(2) ZnSe系薄膜に関しても高品質薄膜が得られる成長条件を追究する。
(3) 光化学反応を評価するシステムを構築し、成長膜に対する評価を行う。
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| Causes of Carryover |
光化学反応特性を評価するための各種評価装置を購入する必要性が生じ、機種選定に時間を要したため、機器購入費用が次年度使用額として生じた。この使用額は速やかに機種選定を終了することで、使用が完了する。
一方、翌年度分として請求した助成金については、計画通り、原材料費、基板費用、旅費等に使用する。
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[Presentation] Growth of P-doped ZnTe epilayers on ZnTe substrates by molecular beam epitaxy2018
Author(s)
K. Matsuo, Y. Watanabe, T. Tanaka, K. Saito, Y. Nose, Q. Guo, K. M. Yu, and W. Walukiewicz
Organizer
20th International Conference on Molecular Beam Epitaxy, September 4, 2018, Shanghai, China, Tu-P-20.
Int'l Joint Research
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