| 研究課題/領域番号 |
19K22096
|
|---|
| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
中区分28:ナノマイクロ科学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 東北大学 |
|---|
研究代表者 |
蟹江 澄志 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (60302767)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2022-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
|
| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
|
|---|
| キーワード | ナノ粒子 / 透明導電性酸化物 / p-型半導体 / 液相合成 / p-n接合 / 透明デバイス / ナノインク / 透明導電性金属酸化物 / p-n 接合 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
透明導電性金属酸化物(TCO)は，可視光領域での透明性と導電性を併せ持つ材料である．その製造法として近年，インク塗布法が注目されている．しかしながら，その開発の中心はn-型TCOである．一方，p-n接合を鍵とする熱電変換材料や太陽電池分野において，p-型TCOに注目が集まりつつある．そこで本研究は，世界に先駆けてp-型TCOナノ粒子の厳密サイズ・形態制御液相合成法を開拓し，低抵抗かつ高透明性を両立するp-型TCOナノインクを調製する．また，代表者の高品位n-型TCOナノインクと組み合わせることにより，インク塗布プロセスにおいて透明導電性p-n 接合型の“発電する窓ガラス”を試作する．
|
| 研究成果の概要 |
ITOは，電子がキャリアとなる n-型の透明導電性金属酸化物(TCO)である．一方，ホールがキャリアとなるp-型のTCOに注目が集まりつつある．本研究では，世界に先駆けてp-型TCOナノ粒子の厳密サイズ・形態制御液相合成法を開発し，低抵抗かつ高透明性を両立するp-型TCO ナノインクの調製に取り組んだ．その結果，キャリア特性については，さらなる抵抗値の低減が必要不可欠であることが示された．n-型TCOについては，薄膜作成法および性能向上に取り組み，実用的な性能を示すナノ材料を開発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 |
ITOは薄膜テレビ，パソコン，モバイル機器などに欠かすことができないTCOであり，スパッタ成膜法により調製されている．本研究の遂行により，ナノ粒子塗布により高性能なITO薄膜が常温・大気圧下において調製できることが示されたことは意義深い．この手法をホールがキャリアとなるp-型TCOに適用する事ができれば，完全透明p-n接合デバイスの創製となり，電池分野なのでの活用が期待される．本研究では，p-型半導体特性を示すナノ粒子の開発に成功した．さらなる低抵抗化を継続することで，実用化が見込まれる材料を見いだせたことは，高い学術的・社会的意義を有すると考えている．
|
