| 研究課題/領域番号 |
19H02608
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分29030:応用物理一般関連
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
小柴 康子 神戸大学, 工学研究科, 助手 (70243326)
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| 研究分担者 |
石田 謙司 神戸大学, 工学研究科, 教授 (20303860)
森 敦紀 神戸大学, 先端膜工学研究センター, 教授 (90210111)
福島 達也 神戸大学, 工学研究科, 講師 (70705392)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2019年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
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| キーワード | チオフェンデンドリマー / 熱電変換 / 有機半導体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、しなやかな有機熱電変換材料を用いたエナジーハーベスター創製に向け、π軌道の縮退を変化させたオリゴチオフェンデンドリマーに着目し、その熱電変換特性を評価し、分子構造、特に分子の対称性と熱電変換特性との相関を明らかにする。種々のオリゴチオフェンデンドリマーを合成し、熱電変換特性向上に向けてドーピングによりキャリア濃度の制御を試みる。熱電特性評価の結果を分子設計にフィードバックし、最終的に量子縮退制御したオリゴチオフェンデンドリマー薄膜を用いて熱電変換特性の向上をめざす。
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| 研究成果の概要 |
熱電変換技術は温度勾配を有する材料の両端に起電力が生じるゼーベック効果を用い、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する技術である。本研究では人体に接触した使用を視野にいれ、無機系の熱電材料に比べてしなやかで軽い有機熱電材料に注目した。新規熱電変換材料として分子構造の異なるオリゴチオフェンデンドリマーを取り上げ、分子対称性の異なるチオフェンデンドリマー分子を合成しドーピング方法を開発して熱電変換特性を評価した。分子対称性が高く軌道縮退性の高いチオフェンデンドリマー分子にドープをすると高いゼーベック係数を示すことが明らかになった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では熱電変換材料として新規にチオフェン環が枝分かれした構造をもつチオフェンデンドリマーを取り上げ、その熱電変換特性を初めて報告した。また、チオフェンデンドリマーの分子対称性・軌道縮退性とゼーベック係数との相関関係を明らかにし、一般的な金属においてゼーベック係数はフェルミ準位における状態密度の傾きに比例するというMottの理論が有機半導体においても適用できるかについて検証することができた。新規有機熱電変換材料の分子設計に関する知見を得ることができた。本研究の成果は創エネ技術に貢献するものと考えられる。
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