| 研究課題/領域番号 |
19K22111
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 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
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
藤井 稔 神戸大学, 工学研究科, 教授 (00273798)
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| 研究分担者 |
杉本 泰 神戸大学, 工学研究科, 助教 (40793998)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 量子ドット / シリコン / ドーピング / シリコン量子ドット / シリコン量子ドット薄膜 / silicon / quantum dot |
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| 研究開始時の研究の概要 |
シリコン量子ドットは，環境親和性・生体親和性の高い新ナノ材料であり，既存の半導体デバイス・プロセスと高い整合性を有している．本研究では，独自に開発したコア／シェル構造シリコン量子ドットの塗布薄膜の電気伝導特性を向上させ，それにより実用レベルの光・電子デバイスを実現するための基盤技術を確立することを目的とする．そのために，薄膜形成技術の開発，ドーピングによるキャリア制御，シリコン量子ドット間を金属イオンや金属ナノ粒子で架橋した複合薄膜の形成による電子移動度の向上等に関する研究を行う．
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| 研究成果の概要 |
本研究の最終目標は，環境親和性半導体材料であるシリコン量子ドットのコロイド溶液を用いて塗布プロセスにより高性能な光・電子デバイスを実現する事である．その実現のために，分子の吸着による化学ドーピング，2次元遷移金属ダイカルコゲナイドとの複合構造形成，シリコン量子ドット薄膜にプラチナナノ粒子やグラフェンナノ粒子を付与することによる量子ドット間の導電性の向上，シリコンナノ粒子とハロゲン化鉛ペロブスカイトの複合膜形成等の開発を行ってきた．様々な試行錯誤によりシリコン量子ドット薄膜の特性向上の指針を得ると共に，シリコン量子ドットの塗布により作製した薄膜が水素生成光電極として機能することを初めて示した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
コロイド状半導体量子ドットは，サイズにより物性制御が可能であり、また塗布により薄膜形成が可能であるため様々な応用に向けて活発に研究されている．一方，高品質のコロイド状量子ドットの多くがカドミウムの化合物であることが問題となっている．本研究は，環境親和性半導体であるシリコンの量子ドットの特性向上を目的としている．本研究において，シリコン量子ドットへの化学ドーピングや様々な材料との複合体の形成に関する研究を行い，今後のシリコン量子ドット研究の発展に有益なデータを得ることができた．また，シリコン量子ドット塗布薄膜が水素生成光電極として機能することを初めて示し，その新しい応用可能性を示した．
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