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アモルファスまたは微結晶酸化物半導体の熱電応用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K04939
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

上沼 睦典  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (20549092)

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
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード熱電材料 / 酸化物 / 薄膜 / 熱電発電 / アモルファス酸化物半導体 / 熱電変換 / アモルファス
研究成果の概要

本研究はアモルファス酸化物半導体薄膜を中心に熱電性能評価とその基礎物性理解を目的とし、成膜条件や異種材料積層効果および結晶性の影響を評価した。成膜時の圧力条件により熱電性能は変化し、それらは材料のエネルギーポテンシャル障壁とフェルミ準位の関係に由来することが分かった。また、アモルファス状態とナノ結晶状態では、熱電性能に大きな違いは見られなかった。一方でTFT構造を用いると単膜を超える熱電性能を示すことが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、情報化社会において重要となるIoTセンサー機器の自立型電源として応用可能な発電技術である。さらに熱電発電技術は、身近なエネルギー利用に対する意識をグリーンエネルギーへ変革させるものであり、本研究がさらに進展すれば、Society 5.0の実現やSDGs達成に貢献する。

報告書

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

    (25件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Aalto University(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Aalto University(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Optimizing the thermoelectric performance of InGaZnO thin films depending on crystallinity via hydrogen incorporation2020

    • 著者名/発表者名
      Felizco Jenichi Clairvaux、Uenuma Mutsunori、Ishikawa Yasuaki、Uraoka Yukiharu
    • 雑誌名

      Applied Surface Science

      巻: 527 ページ: 146791-146791

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2020.146791

    • NAID

      120007146511

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced Thermoelectric Transport and Stability in Atomic Layer Deposited-HfO2/ZnO and TiO2/ZnO-Sandwiched Multilayer Thin Films2020

    • 著者名/発表者名
      Felizco Jenichi、Juntunen Taneli、Uenuma Mutsunori、Etula Jarkko、Tossi Camilla、Ishikawa Yasuaki、Tittonen Ilkka、Uraoka Yukiharu
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 12 号: 43 ページ: 49210-49218

    • DOI

      10.1021/acsami.0c11439

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Transparent Thin Film for Energy Harvesting2018

    • 著者名/発表者名
      Uenuma M.、Felizco J. C.、Senaha D.、Uraoka Y.
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 1052 ページ: 012011-012011

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1052/1/012011

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Amorphous Thin Film for Thermoelectric Application2018

    • 著者名/発表者名
      Umeda K.、Uenuma M.、Senaha D.、Felizco J. C.、Uraoka Y.、Adachi H.
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 1052 ページ: 012016-012016

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1052/1/012016

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Flexible TEG Using Amorphous InGaZnO Thin Film2018

    • 著者名/発表者名
      Uenuma Mutsunori、Umeda Kenta、Felizco Jenichi、Senaha Daiki、Uraoka Yukiharu
    • 雑誌名

      Journal of Electronic Materials

      巻: 48 号: 4 ページ: 1971-1975

    • DOI

      10.1007/s11664-018-06854-4

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Effect of Gate Voltage on the Thermoelectric Properties of an InGaZnO/SiO2 Standard Thin Film Transistor2021

    • 著者名/発表者名
      Jenichi Clairvaux Felizco, Mutsunori Uenuma, Mami Fujii, Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      第68回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Excimer laser irradiation of amorphous IGZO thin films for thermoelectric device applications2020

    • 著者名/発表者名
      Jenichi Clairvaux Felizco, Mutsunori Uenuma, Juan Paolo Bermundo, Dianne Corsino, Hiroshi Ikenoue, Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      Virtual Thermoelectric Conference
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structure optimization of thin film thermoelectric generator2020

    • 著者名/発表者名
      Yoku Ikeguchi , Mutsunori Uenuma, Jenichi Felizco, Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      Virtual Thermoelectric Conference
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 薄膜型熱電変換素子の発電特性における構造材料およびサイズの影響2020

    • 著者名/発表者名
      池口 翼,上沼 睦典,Jenichi Felizco, 浦岡 行治
    • 学会等名
      第17回 日本熱電学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 薄膜熱電材料のpn接合界面が熱電特性に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      村川 星斗, 上沼 睦典, 石河 泰明, 浦岡 行治
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 薄膜材料を用いた熱電変換素子2019

    • 著者名/発表者名
      上沼睦典
    • 学会等名
      シリコン材料・デバイス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 薄膜を用いた熱電素子による環境発電2019

    • 著者名/発表者名
      上沼睦典
    • 学会等名
      電気関係学会関西連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Film TEG with Controlled Heat Flow2019

    • 著者名/発表者名
      Mutsunori Uenuma and Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      17th European Conference on Thermoelectrics (ECT2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermoelectric Properties in Thin Film with pn Junction2019

    • 著者名/発表者名
      Hoshito Murakawa, Mutsunori Uenuma, Jenichi Felizco and Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      17th European Conference on Thermoelectrics (ECT2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Inducing Thermoelectricity in C-axis Aligned Crystalline InGaZnO Thin Film via Hydrogen Annealing2019

    • 著者名/発表者名
      Jenichi Clairvaux Felizco, Mutsunori Uenuma, Hoshito Murakawa, Yasuaki Ishikawa and Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermoelectric Transport in Atomic Layer Deposited Hf and Ti-doped ZnO Thin Films2019

    • 著者名/発表者名
      Jenichi Clairvaux Felizco, Mutsunori Uenuma, Jarkko Etula, Camilla Tossi, Yasuaki Ishikawa and Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] p型薄膜熱電材料の評価と応用2019

    • 著者名/発表者名
      村川星斗, 上沼 睦典, Jenichi Felizco, 石河 泰明, 浦岡 行治
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] pn接合を有する熱電薄膜の熱起電力評価2019

    • 著者名/発表者名
      村川星斗, 上沼睦典, 梅田鉄馬, Jenichi Felizco, 石河泰明, 浦岡行治
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Single Crystalline InGaZnO Nanowires for Potential Thermoelectric Applications2018

    • 著者名/発表者名
      Jenichi Felizco, Mutsunori Uenuma, Daisuke Senaha, Kenta Umeda, Yasuaki Ishikawa, Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      37th/16th International and European Conference on Thermoelectrics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 透明半導体を用いた薄膜熱電変換素子2018

    • 著者名/発表者名
      梅田鉄馬, 上沼睦典, 藤本裕太, 石河泰明, 木村睦, 浦岡行治, 足立秀明
    • 学会等名
      第15回日本熱電学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Thermoelectric Properties of Bimetal-catalyzed InGaO3(ZnO)4 Nanowire2018

    • 著者名/発表者名
      Jenichi Felizco, Mutsunori Uenuma, Daisuke Senaha, Kenta Umeda, Yasuaki Ishikawa, Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] アモルファスInGaZnOを用いた透明フレキシブル薄膜熱電変換素子2018

    • 著者名/発表者名
      梅田鉄馬, 上沼睦典, Jenichi Felizco, 石河泰明, 浦岡行治, 足立秀明
    • 学会等名
      薄膜材料デバイス研究会 第15回研究集会 TFMD2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://mswebs.naist.jp/LABs/uraoka/PUBLIC/top/top.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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