2022 Fiscal Year Annual Research Report
Piezoelectric materials using hybrid hetero-interfaces
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20H02622
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
高橋 竜太 日本大学, 工学部, 准教授 (80546573)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 圧電体 / 強誘電体 / ポリマー材料 / フレキシブルデバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
無機物質と有機物質のそれぞれの長所が組み合わさったハイブリッドな界面構造を作り出し、より高い出力を有する柔らかい圧電体を実現することを目的としている。圧電体は曲がると電気を発する、または電圧を加えると曲がる性質を有しており、日常生活で使用する電気製品には幅広く使用されている機能材料の１つである 。このようなフレキシビリティーのある材料を単結晶性のセラミック薄膜と有機ポリマー樹脂で積層することによって作り出し、圧電体デバイスを作り出すことを目的としている。
セラミックス材料は一般的に割れやすい性質を持っているものの、非常に柔らかい有機ポリマー材料と組み合わせることによって、セラミックスの欠点を補う構造を作り出す。異なる材料を組み合わせることによって、より大きく歪み、より大きい圧電体としての機能を引き出す。
特に本研究では、圧電体の単結晶膜として、犠牲層を用いた薄膜プロセスに注目する。水に溶解するBaOの犠牲層の上に目的となる圧電体のBaTiO3薄膜を堆積し、この上にフレキシブルな有機物質を堆積する。このヘテロ構造を水に浸すと、BaOの犠牲層が水に溶解し、単結晶薄膜を基板結晶から剥離することが可能になる。その結果、有機物質と圧電体単結晶薄膜のハイブリッドな界面構造が実現し、フレキシブルな圧電体素子となる。このような圧電体を使ったセンサー応用に限らず、機械的な振動から電気を作り出す振動発電デバイスに応用し、来たる IoT社会を担う微小エネルギーを作り出すデバイスとしての機能を発現させる。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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