| 研究課題/領域番号 |
21H01358
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分21050:電気電子材料工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 筑波大学 |
|---|
研究代表者 |
都甲 薫 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (30611280)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2022年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2021年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
|
|---|
| キーワード | 半導体 / 熱電発電 / 熱電変換 / 薄膜 / 結晶成長 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
軽くてやわらかいプラスチック上に熱電材料を薄膜合成した「フレキシブル熱電変換シート」の社会実装には、無毒で安全かつ高い信頼性をもつエコマテリアルの選択が重要となる。本研究では、狭ギャップ環境半導体であるGe系IV族混晶の熱電薄膜としての高いポテンシャルを実証する。研究代表者のGe薄膜技術をベースとし、「混晶」「粒界」「フェルミ準位」の3要素と量子（キャリア・フォノン）輸送特性の相関を解明・制御するとともに、高環境調和型熱電変換シートとして最高性能を実証する。
|
| 研究成果の概要 |
軽くてやわらかいプラスチック上に熱電材料を薄膜合成した「フレキシブル熱電変換シート」は、IoT社会で不可欠となる微小エネルギーを利用したセンサやウェアラブル・デバイスへの応用が期待されている。その社会実装には、無毒で安全かつ高い信頼性をもつエコマテリアルの選択が重要となる。本研究では、狭ギャップ環境半導体であるGe系IV族混晶の熱電薄膜に着眼するとともに低温合成技術を開発し、環境調和型熱電変換シートとして最高水準の性能を達成した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高度情報化社会におけるエネルギーの確保のため、身の回りの熱を電気に変換する熱電発電の技術が注目されている。環境調和型材料を用いて高性能なフレキシブル熱電変換シートを実証した点に、本研究の社会的意義がある。また、IV族系混晶半導体材料の結晶性と熱電特性の相関が実験的に明らかにされたことは学術的に特筆すべき点であり、トランジスタや太陽電池など他分野への応用も期待される。
|
