| 研究課題/領域番号 |
15J08556
|
|---|
| 研究種目 |
特別研究員奨励費
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 国内 |
|---|
| 研究分野 |
ナノ構造化学
|
|---|
| 研究機関 | 奈良先端科学技術大学院大学 |
|---|
研究代表者 |
荒木 慎司 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 特別研究員(DC2)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2015-04-24 – 2017-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2016年度)
|
| 配分額 *注記 |
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
|
|---|
| キーワード | 三次元周期構造 / レーザープロセス / 酸化亜鉛 / 非真空プロセス / 位相シフトマスク / 三次元ナノ構造体 / 熱電変換素子 / 熱伝導率 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、レーザープロセスによって感光性樹脂の3Dナノ周期構造体を作製し、それをテンプレートとして利用することで低コストかつ高効率熱電変換素子を実現することである。ナノ周期構造体の熱電変換素子応用においては、近年優れた特性が報告されているものの、その作製プロセスは複雑かつ高価なプロセスを要する。
本年度本研究では、レーザープロセスで作製した感光性樹脂の3Dナノ構造体に対し、塗布型材料を用いた非真空プロセスによる酸化亜鉛(ZnO)の高密度充填、および反転構造形成手法を提案した。その結果、階層構造を有するZnO 3Dナノ周期構造体形成を実証した。形成した3D反転構造体はナノシェル構造を有しており、従来までは高価な原子層堆積法を用いる必要があった階層構造形成を、塗布型材料を用いた簡便な充填プロセスにより実現した。また、塗布型材料の充填を1～6サイクル実施したサンプル全てにおいてZnO 3D反転構造が得られ、充填プロセスのサイクル数によって構造欠陥および構造サイズへの影響の変化を確認した。本研究で実施した充填プロセスは、従来は真空プロセスで実施されていたテンプレートの保護・反転構造の骨格形成に有効であることを実証した。
エネルギー分散型X線分析(EDX)による元素分析では、ZnO形成のための加熱処理後のサンプルから炭素の検出量が47.8%から3.5%へと大幅に減少していることが確認され、物性値への影響が懸念されるZnO前駆体の残留溶媒およびテンプレートが除去されたことを電子顕微鏡(SEM)像およびEDX両方の観点から確認した。さらに、形成した反転構造のZnとOの組成比はZn：O＝58.3：41.7であることを明らかにした。以上の結果から、低コスト熱電変換素子応用に向けたZnO 3Dナノ周期構造体を、テンプレート形成から反転構造形成まで一貫した非真空プロセスにより実現した。
|
| 現在までの達成度 (段落) |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| 今後の研究の推進方策 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
