| 研究課題/領域番号 |
16K13707
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| 研究種目 |
挑戦的萌芽研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
プラズマエレクトロニクス
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
加藤 俊顕 東北大学, 工学研究科, 准教授 (20502082)
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| 研究分担者 |
高島 圭介 東北大学, 工学研究科, 助教 (70733161)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 原子層物質 / 高品質合成 / 励起子 / 単一光子 / フレキシブルデバイス / 単一光子源 / フレキシブル / 不純物ドーピング / プラズマ |
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| 研究成果の概要 |
原子層物質（TMD）を活用したフレキシブル単一光子源の開発に向け研究を行い以下の成果が得られた。（１）TMD中における励起子拡散ダイナミクスの詳細な物理機構を解明した。（２）独自に開発した急速冷却CVD法により高品質・大結晶の単層単結晶TMDの合成に成功した。（３）マイルドプラズマプロセスがTMD構造と物性に与える効果の解明を行い、酸素マイルドプラズマ処理により二層TMDの相関相互作用が低下し間接遷移から直接遷移へと変化する可能性が見出された。（４）フレキシブル光学素子の一例としてTMDを用いた透明フレキシブル太陽電池の試作を行い、ショットキー構造を採用することで世界最高の発電効率を実現した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
原子オーダーの厚みからなる原子層物質（TMD）は、近年世界中で大きな注目を集めている新規ナノ材料である。本研究ではこのTMDを活用したフレキシブル単一光子源の開発を試みた。単一光子源実現に向けた根幹課題である、高品質結晶合成と励起子拡散機構の解明を実現した点は特筆すべき重要な成果である。特に、これまで未解明であった励起子拡散機構を明らかにした点は、単一光子源応用に関わらず基礎学術的に重要な意義を持つ成果である。フレキシブル素子応用の一例として取り組んだ透明太陽電池に関しては、TMD太陽電池の中で世界最高の発電効率を実現しており、社会的にも今後非常に重要な貢献が期待できるものである。
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