2021 Fiscal Year Annual Research Report
Spectral control of surface Plasmon by Fabry-Perot interference and its application for near-field thermophotovoltaic power generation
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20H02084
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
花村 克悟 東京工業大学, 工学院, 教授 (20172950)
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2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 近接場光 / 波長制御 / エネルギー変換 / 熱光起電力発電 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は波長選択近接場光を用いた光起電力発電を目指していることから、波長選択近接場光電池および波長選択近接場光放射体の製作に注力している。本年度は、昨年度に引き続き分子線エピタキシャル装置によりInAs基板上にTeドープGaおよびGaそしてSbの分子線によりn型GaSbと、GaとSbの分子線によりアンドープのp型GaSbとを各々およそ50nmの厚みにて積層できることを確認した。その後、InAs基板を塩酸にて取り除いた後、Si基板に金(Au)を蒸着した表面にファンデルワールス力接合により張り付け、さらにp型GaSb表面にグリッド状Au電極をリソグラフィーとリフトオフにより製作できることも確認できた。ここで、pn接合GaSb半導体が薄膜であるため、上記のAu蒸着Si基板への貼り付けの際に亀裂が生ずることが明らかとなった。さらにリフトオフの際にもグリッド電極が剥がれるなど、安定した製作過程には至っていないことも明らかとなった。一方、向かい合う放射体については反応性イオンエッチングによりタングステンの平滑面に断面800×800nmのピラーアレイ構造が製作できることを示し、今後その断面を小さくする手がかりをつかむことができた。なお、数値シミュレーションにより、金属-絶縁体-金属構造放射体を上記の電池と向かい合わせた場合においても近接場光の波長選択が可能であることが明らかとなったことからこの放射体の製作にも着手した。
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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
新型コロナウィルスの影響により納入が遅れていた横型セルも導入され、今後の進捗に向けて全ての準備が整った。
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| Strategy for Future Research Activity |
薄膜GaSb半導体を金電極にて挟み込んだ波長選択電池の製作過程において、薄膜であるがゆえに亀裂が生ずることが散見されている。これにより電池が短絡している可能性があり、発電できる電池とできない電池があることから製作手法に多少の改善を行う必要がある。
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