半導体ナノシートの合成とナノ構造体の創製

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19350105
• Research Institution: Toyota Central R&D Lab., Inc.
• Principal Investigator: 中野 秀之 Toyota Central R&D Lab., Inc., 先端研究センター・フロンティア研究部門・中野研究グループ, リーダ 主任研究員 (10253113)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中野 充 株式会社豊田中央研究所, 材料分野・電池材料研究部・二次電池第3研究室, 主任研究員 (00394693) ; 森川 健志 株式会社豊田中央研究所, 材料分野・元廣特別研究室, 主任研究員 (70394666) ; 青木 恒勇 株式会社豊田中央研究所, 材料分野・無機材料基盤研究室, 研究員 (00394817)
• Keywords: ナノシート / シリコン / 蓄電デバイス / 光電流 / 超薄膜

Research Abstract

本研究の目的は、半導体ナノシート(特にシリコンナノシート)をナノ構造材料として用いた、高効率の光エネルギー交換、貯蓄機能テハイスの実用化である。具体的には、この独自の2次元ナノ物質を用いて、これらを自己組織化反応を活用して階層的もしくは傾斜的に集積する技術、機能性分子などと精密にナノ接合する技術の確立を目指している。19年度は有機化シリコンナノシート超薄膜が、酸化チタン並みの良好な光応答電流特性を示すことを新たに見出した。この知見は、来年度の光エネルギー変換材料の実現に向けた研究指針となる。また、これまで有機化シリコンナノシートの合成収率は1%程度で留まっていたが、収率50%以上の合成方法を確立した。その結果、デバイス化に向けた環境が揃いつつある。更に、有機化シリコンナノシート薄膜が高出力・高容量の蓄電デバイス用電極であることを見出した。そのほかに、SiのK吸収端のXAFS測定、および放射光施設を用いた構造解析により、有機化シリコンナノシートの結晶構造が明らかになりつつある。現段階では、Si (111)面類似の原子配置をしたシリコンナノシートの上下に、直鎖アルキル基がエピ成長している構造と推定しており、全く新規なシリコンナノ材料であることを提案した。