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電界効果を用いた非平衡イオン拡散制御による無電力プロトンポンプ

研究課題

研究課題/領域番号 16K14387
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 無機材料・物性
研究機関大阪大学

研究代表者

神吉 輝夫  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (40448014)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード機能性セラミック材料 / イオン伝導体 / 電界効果
研究成果の概要

400nm間隔のエアーギャップを持つ二酸化バナジウム(VO2)ナノトランジスタの作製に成功した。多様な湿度環境でゲート電界によるVO2中へのプロトン濃度制御に成功した。また、拡散方程式を用いてプロトン輸送速度・濃度の時空間拡散解析モデルを構築した。その結果、室温においておよそ100nm2/sec.もの高移動度で、プロトンが伝播することが分かり、従来の活性化エネルギーの1000倍以上もの高移動度でプロトンが移動していることが分かった。これは、VO2から新たに発見したHVO2へ結晶構造変化に起因した伝播であり、従来予想を超える高移動度室温伝導プロトン材料への応用に期待できる成果である。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Research Update: Nanoscale electrochemical transistors in correlated oxides2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kanki and H. Tanaka
    • 雑誌名

      APL Mater.

      巻: 5 号: 4

    • DOI

      10.1063/1.4974484

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Electric field-induced hydrogen doping into VO2 nanowires at room temperature2017

    • 著者名/発表者名
      Teruo Kanki and Hidekazu Tanaka
    • 学会等名
      CCMR 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Resistance Modulation and Memory Effect in VO2 Nanowires by Electrochemical Gating-Induced Hydrogenation2017

    • 著者名/発表者名
      Teruo Kanki and Hidekazu Tanaka
    • 学会等名
      IWAMDT 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] エピタキシャルVO2薄膜におけるPt触媒水素ドーピングによる巨大抵抗変調2017

    • 著者名/発表者名
      村岡敬太、神吉輝夫、田中秀和
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Controlling Electronic Phase Changes in Correlated Electron Oxides2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kanki, H. Tanaka
    • 学会等名
      PCOS 2016
    • 発表場所
      Atami, Shizuoka, Japan
    • 年月日
      2016-11-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Electrochemical Gating-Induced Hydrogenation in VO2 Nanowires at Room Temperature2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kanki, T. Sasaki, H. Tanaka
    • 学会等名
      PRiME2016/230th ECS Meeting
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, US
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2019-03-29  

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