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レーザー光で電荷を自由に運ぶ透明セラミックへの挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 17K19167
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
研究機関東京理科大学 (2018)
北海道大学 (2017)

研究代表者

中西 貴之  東京理科大学, 基礎工学部材料工学科, 講師 (30609855)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2017年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
キーワード光伝導 / 希土類 / レーザー操作 / 光操作 / 光スイッチ / セラミックス / 光物性 / 物性実験
研究成果の概要

本研究では10-50μm径に絞ったレーザースポット光の走査により、電荷の通り道を動かすことのできるセラミックス材料の検討を行なった。希土類や遷移金属を添加した蓄光機能を有する絶縁体セラミックスは、光照射部だけに電流が流れる性質がある。本研究の目的は、紫外光LDレーザーを用いたスポット光の高速走査により光照射による電流の可否やOn/OFFの検証、スポット光の走査で電流(電荷)の動きを操る伝導パス回路の形成を確かめることである。ここでは光-電気伝導回路の詳細な検討を行い、結晶方位と密接に絡んだ光伝導を観測した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、紫外光レーザーを用いたスポット光の高速走査により、絶縁体上の電極間に印加電圧をかけ、光照射による電流のOn/OFFやスポット光の走査で電流(電荷)の動きを操るON/OFF回路形成を目指し成功することができた。具体的な成果として、光操作により形成される光-電気伝導回路の形成と結晶方位と密接に絡んだ光伝導特性を観測することに成功した。本材料開発の挑戦提案は、光エレクトロニクスの未来材料になる可能性を示し、材料化学の学理と実用性を兼ねた意義深い研究に繋がると考えている。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 学会発表 (3件) 図書 (2件)

  • [学会発表] 蓄光性Eu2+:CaAl2O4の単結晶 における光電流の結晶方位依存性2019

    • 著者名/発表者名
      角野祐貴, 中西貴之, 北川裕一, 伏見公志, 長谷川靖哉
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2019年冬季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 蓄光性セラミックスの単結晶における光電流特性2018

    • 著者名/発表者名
      角野祐貴, 中西貴之, 北川裕一, 伏見公志, 長谷川靖哉
    • 学会等名
      日本セラミック協会第31回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 蓄光性セラミックスにおける光電流特性の検討2017

    • 著者名/発表者名
      角野祐貴, 中西貴之, 北川裕一, 伏見公志, 長谷川靖哉
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] New glass, フローズン・ソルベ法による光エネルギー貯蔵材料の作製2019

    • 著者名/発表者名
      中西貴之
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      ニューガラスフォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] CO2削減,省エネに関する新技術,採用事例,規制対応, 光の微小エネルギー利用を目指する透明な蓄光ガラスセラミックスの開発”2018

    • 著者名/発表者名
      中西貴之
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      情報技術協会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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