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動作時太陽電池の高精度電子線ホログラフィー観察

研究課題

研究課題/領域番号 18K13795
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分21050:電気電子材料工学関連
研究機関一般財団法人ファインセラミックスセンター

研究代表者

穴田 智史  一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 上級研究員 (40772380)

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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード太陽電池 / 電子線ホログラフィー / オペランド観察 / 機械学習 / スパースモデリング / 光起電力効果 / その場観察 / 光照射 / 電圧印加
研究成果の概要

動作時太陽電池の電子線ホログラフィー観察を実現するため,透過電子顕微鏡内の試料への光照射と電圧印加を同時に実施できる試料ホルダーを開発した.この試料ホルダーを用いて,電圧印加時のGaAs太陽電池素子構造の電子線ホログラフィーその場観察を行い,太陽電池内部の電位分布変化を高確度且つ高精度に計測することに成功した.また,光照射下のGaAs太陽電池素子構造を電子線ホログラフィー観察することで,光起電力効果の起源である電位分布変化を定量的に評価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

光起電力効果に伴う電位分布変化の観察に成功した本研究の成果は,太陽電池の動作過程や発光メカニズムを解明する上で重要である.また,太陽電池の高性能化にも役立つことも期待できる.本研究で開発した透過電子顕微鏡内光照射技術は,太陽電池だけでなく,光触媒反応や光誘起相転移など様々な光誘起現象のその場観察への応用も期待できる.

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

    (16件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Phase-Shifting Electron Holography for Accurate Measurement of Potential Distributions in Organic and Inorganic Semiconductors2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Yamamoto, Satoshi Anada, Takeshi Sato, Noriyuki Yoshimoto, Tsukasa Hirayama
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: 70 号: 1 ページ: 24-38

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfaa061

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Direct visualization of the photovoltaic effect in a single-junction GaAs cell via in situ electron holography2020

    • 著者名/発表者名
      Anada Satoshi、Hirayama Tsukasa、Sasaki Hirokazu、Yamamoto Kazuo
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 128 号: 24 ページ: 243101-243101

    • DOI

      10.1063/5.0030728

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simulation-Trained Sparse Coding for High-Precision Phase Imaging in Low-Dose Electron Holography2020

    • 著者名/発表者名
      Anada Satoshi、Nomura Yuki、Hirayama Tsukasa、Yamamoto Kazuo
    • 雑誌名

      Microscopy and Microanalysis

      巻: 26 号: 3 ページ: 429-438

    • DOI

      10.1017/s1431927620001452

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sparse coding and dictionary learning for electron hologram denoising2019

    • 著者名/発表者名
      Anada Satoshi、Nomura Yuki、Hirayama Tsukasa、Yamamoto Kazuo
    • 雑誌名

      Ultramicroscopy

      巻: 206 ページ: 112818-112818

    • DOI

      10.1016/j.ultramic.2019.112818

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visualization of different carrier concentrations in n-type-GaN semiconductors by phase-shifting electron holography with multiple electron biprisms2019

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Kazuo、Nakano Kiyotaka、Tanaka Atsushi、Honda Yoshio、Ando Yuto、Ogura Masaya、Matsumoto Miko、Anada Satoshi、Ishikawa Yukari、Amano Hiroshi、Hirayama Tsukasa
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: 69 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfz037

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Electron Hologram Denoising via Sparse Coding and Dictionary Learning2019

    • 著者名/発表者名
      Anada Satoshi、Nomura Yuki、Hirayama Tsukasa、Yamamoto Kazuo
    • 雑誌名

      Microscopy and Microanalysis

      巻: 25 号: S2 ページ: 52-53

    • DOI

      10.1017/s1431927619000990

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Accurate measurement of electric potentials in biased GaAs compound semiconductors by phase-shifting electron holography2018

    • 著者名/発表者名
      Anada Satoshi、Yamamoto Kazuo、Sasaki Hirokazu、Shibata Naoya、Matsumoto Miko、Hori Yujin、Kinugawa Kouhei、Imamura Akihiro、Hirayama Tsukasa
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: 68 号: 2 ページ: 159-166

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfy131

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 電子線ホログラムのノイズ低減におけるスパースコーディング適用範囲の拡張2020

    • 著者名/発表者名
      穴田智史,野村優貴,平山司,山本和生
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第76回学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 電子線ホログラフィーによる半導体内部ポテンシャル分布の精密計測2020

    • 著者名/発表者名
      穴田智史
    • 学会等名
      2019年度 日本顕微鏡学会 超高分解能顕微鏡法分科会研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スパースコーディングによる電子線ホログラムの雑音低減2019

    • 著者名/発表者名
      穴田智史,野村優貴,平山司,山本和生
    • 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] Electron Hologram Denoising via Sparse Coding and Dictionary Learning2019

    • 著者名/発表者名
      S. Anada, Y. Nomura, T. Hirayama, K. Yamamoto
    • 学会等名
      Microscopy & Microanalysis 2019 Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Accurate Measurement of Electric Potentials in P-N Junctions by Phase-Shifting Electron Holography and Sparse Coding2019

    • 著者名/発表者名
      穴田智史,野村優貴,平山司,佐々木宏和,柴田直哉,山本和生
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第75回学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スパースコーディングを用いた電子線ホログラムのノイズ除去2019

    • 著者名/発表者名
      穴田智史,野村優貴,平山司,山本和生
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第75回学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Accurate potential measurement of GaAs semiconductors by applying phase-shifting electron holography to a wedge-shaped specimen2019

    • 著者名/発表者名
      S. Anada, K. Yamamoto, H. Sasaki, N. Shibata, M. Matsumoto, Y. Hori, K. Kinugawa, A. Imamura, T. Hirayama
    • 学会等名
      International Workshop of Ultra High-Resolution on Microscopy
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Accurate measurement of electric potentials in p-n junctions by phase-shifting electron holography and sparse coding2019

    • 著者名/発表者名
      Anada Satoshi、Nomura Yuki、Tsukasa Hirayama、Sasaki Hirokazu、Shibata Naoya、Yamamoto Kazuo
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第75回学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Accurate Potential Measurement of a P-N Junction by Applying Phase-Shifting Electron Holography to a Wedge-Shaped Specimen2019

    • 著者名/発表者名
      Anada Satoshi、Yamamoto Kazuo、Sasaki Hirokazu, Shibata Naoya、Matsumoto Miko、Hori Yujin、Kinugawa Kouhei、Imamura Akihiro、Hirayama Tsukasa
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Advanced Microscopy and Theoretical Calculations (AMTC6)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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