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液体急冷によるa-Siの作製と量産プロセスの構築

研究課題

研究課題/領域番号 18H01760
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分26060:金属生産および資源生産関連
研究機関東北大学

研究代表者

岡田 純平  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (90373282)

研究分担者 和田 武  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (10431602)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
キーワードアモルファスSi / 液体急冷 / 多孔質 / アモルファス / シリコン / 過冷却液体 / アモルファスシリコン / リチウムイオン電池 / 液体急冷法 / ガスアトマイズ / アトマイズ
研究成果の概要

太陽電池の基盤材料として広く用いられるアモルファスSiは、現在、気相成長法を用いて作られた薄膜状のものである。アモルファスSiが、他の多くのアモルファス金属のように液体急冷によって多量に得ることができれば、応用範囲はさらに広がることが期待される。しかし、これまでの多くの試みにも関わらず、液体Siから直接バルク状のアモルファスSiを得ることはできなかった。本研究では、ガスアトマイズ法を用いた液体急冷によってアモルファスSiを作製することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

アモルファスシリコン(a-Si)は、リチウムイオン電池(Lithium-ion batteries: LIB)の容量を現在の2倍以上に増大でき、さらに全固体LIBの負極としても優れた特性を示す。そのため、a-Siを工業的に大量生産する手法の開発が急がれている。本研究では、汎用的な液体急冷法を用いたa-Siの作製法の開発に成功した。これにより、気相成長法よりも効率よくa-Siを作製することが可能になる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2020 2019

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) 産業財産権 (3件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Phase relation between supercooled liquid and amorphous silicon2020

    • 著者名/発表者名
      J.T. Okada P.H.-L. Sit R. Ishikawa T. Ishikawa J. Chen K.S. Nakayama K. Maeda Y. Yokoyama Y. Watanabe P.-F. Paradis Y. Watanabe S. Nanao Y. Ikuhara K. Kimura S. Uda
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 116 号: 9 ページ: 093705-093705

    • DOI

      10.1063/1.5129059

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [産業財産権] リチウムイオン二次電池用の負極合剤、およびリチウムイオン二次電池2020

    • 発明者名
      中山幸仁、岡田純平
    • 権利者名
      中山幸仁、岡田純平
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [産業財産権] 多孔質アモルファスシリコン、多孔質アモルファスシリコンの製造方法および二次電池2019

    • 発明者名
      岡田純平、中山幸仁、和田武
    • 権利者名
      岡田純平、中山幸仁、和田武
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 取得年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 多孔質アモルファスシリコン、多孔質アモルファスシリコンの製造方法および二次電池2019

    • 発明者名
      岡田純平、中山幸仁、和田武
    • 権利者名
      岡田純平、中山幸仁、和田武
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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