2015 Fiscal Year Annual Research Report
導電性シリコンナノシート ～溶液プロセスで利用可能な導電性ナノシートの創製～
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25871250
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| Research Institution | Toyota Central R&D Lab., Inc. |
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Principal Investigator |
大橋 雅卓 株式会社豊田中央研究所, 戦略先端研究領域 機能性Si低次元材料プログラム, 研究員 (10418436)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ナノシート / シリコン / リチウム化 / 金属ナノ粒子 / 複合材料 / 導電率 / テラヘルツ分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
シリコンナノシート(Si-NSs)及びその積層体である層状ポリシラン（Si6H6）は、バルクシリコンに替わる新たな材料群として注目されている。本申請では、Si-NSsへの導電性付与方法を開拓し、溶液プロセスで利用可能なナノシート材料の創製を目的とした。平成27年度は、これまでに報告したリチウム化シリコンナノシート(Li/Si-NSs)の詳細な電気特性の解析を試みた。また導電性付与技術の開拓を通して、Si-NS表面に金属ナノ粒子が担持した新たな複合材料が得られた。
「テラヘルツ分光測定を利用したLi/Si-NSの電気特性の解析」
これまでの研究からLi/Si-NSsは導電性を有する事が示唆された。しかしその導電率は試料状態や電極との接触により大きく変化した。そこで電極との複合化を必要としない分光測定（テラヘルツ時間領域分光測定）を利用して詳細な電気特性（導電挙動、導電率、キャリア濃度、移動度）の評価を試みた。その結果、Li/Si-NSsはLi導入量に比例して、原料よりも2~6倍高い導電率を示し、試料温度に応じて導電率が向上する半導体的な導電挙動が確認された。これらの結果はLi/Si-NSsが半導体材料であり、リチウム化率によって導電性能が制御できる事を示している。一方、理論モデルを用いて測定結果の解析を試みたが、Li/Si-NSsのテラヘルツ光の吸収が極めて低く、キャリア濃度や移動度の決定には至らなかった。
「金属ナノ粒子担持Si-NSs」
Si-NSs骨格への新たなドーピング技術としてSi-NS表面への金属層の形成を試みた。その結果、目的とした金属層の形成には至らなかったが、Si-NS表面に金属ナノ粒子が析出した新たな複合材料が得られた。本複合材料は金属ナノ粒子の特異な物性とSi-NSsの相互作用が予期され、光電特性、触媒機能などへの応用が期待できる。
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