2016 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of nanocarbon quantum-dot photoelectric conversion devices by intelligent plasma control
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26286069
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
金子 俊郎 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30312599)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 俊顕 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20502082)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 気液界面プラズマ / ナノグラフェン / 量子ドット / 光電変換デバイス / 多重励起子生成 / 遷移金属ダイカルコゲナイド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度である本年度は，昨年度までに作成した，ナノグラフェンと同様のナノシート材料であり半導体特性を有する遷移金属ダイカルコゲナイド（TMD）と半導体CNTで構成されるpn接合型光電変換デバイスの発電特性を測定すると共に，太陽光のさらなる高効率利用を目指してナノグラフェン上に表面プラズモン共鳴効果を有するナノ粒子を合成する実験を行った．
1. CNT/TMD光電変換デバイスの光照射における電気伝導特性として，ソーラーシミュレータによる光照射強度依存性を測定した結果，照射光強度を増大させるにつれて明確な短絡電流と開放電圧が生じることが明らかとなった．この結果から，CNT/TMDを用いたpn接合太陽電池における太陽光発電に成功したと言える．
2. 詳細な発電機構を解明するため，照射光エネルギー（波長）に対する発電特性の変化を測定した．その結果，二つの照射光エネルギー領域で発電効率がピークを持つことが明らかとなった．これらのピークは，CNTおよびTMDのバンドギャップに相当するエネルギーに相当する値であるため，CNTおよびTMDによる発電により得られたものと考えられる．
3. 真空蒸着法により金属薄膜を蒸着し，その後真空アニールにより微粒子化を行うことによって，ナノグラフェン上に金ナノ粒子の坦持を行った．さらに，表面プラズモン共鳴による光電場強度の増大がおこる波長はナノ粒子の粒径に依存するため，粒径制御を試みた．その結果，初期の金属蒸着膜厚を制御することで坦持するナノ粒子の粒径を制御できることを明らかにした．今後は，TMD上に同様に粒径制御した金および銀ナノ粒子を合成し，CNT/TMD光電変換デバイスの変換効率向上を目指す．
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Individualized p-Doped Carbon Nanohorns2016
Author(s)
A. Stergiou, Z. Liu, B. Xu, T. Kaneko, C. P. Ewels, K. Suenaga, M. F. Zhang, M. Yudasaka, and N. Tagmatarchis
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Journal Title
Angewandte Chemie-International Edition
Volume: 55
Pages: 10468-10472
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] 2次元原子層物質の構造制御合成と光電子デバイス応用2016
Author(s)
加藤 俊顕, 金子 俊郎
Organizer
電子情報通信学会 シリコン材料デバイス研究会（SDM) 応用物理学会シリコンテクノロジー分科会共催 「MOSデバイス・メモリ高性能化－材料・プロセス技術」
Place of Presentation
キャンパス・イノベーションセンター東京 (東京都, 港区)
Year and Date
2016-06-29 – 2016-06-29
Invited
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