| 研究課題/領域番号 |
21K04696
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26040:構造材料および機能材料関連
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
杉山 睦 東京理科大学, 創域理工学部電気電子情報工学科, 教授 (40385521)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | NiO / 透明半導体 / フレキシブルデバイス / 酸化物半導体 / 可視光透過型半導体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
IoTデバイスは既存の半導体素子を組み合わせシステム構築するのが一般的で、電源供給まですべて透明なワイドギャップ酸化物半導体を用いたIoTデバイスを薄膜化・モノリシック化して提案すること自体、独自性で独創性な研究である。
本研究課題は、これら社会的背景を、機能材料である酸化物半導体を用いた「超安価な透明フレキシブル完全独立型IoTセンサ」を半導体材料からデバイスまで一貫して提案することで、問題解決するための一石を投じようとするものである。
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| 研究成果の概要 |
ワイドバンドギャップ酸化物半導体の特長を活かした、透明太陽電池から電力供給するCO2センサなどの透明IoTデバイスを試作し、「超安価な透明フレキシブルIoTセンサ」を実現するための要素技術研究と、フレキシブルデバイス固有の欠陥や長期間使用時の劣化など、半導体中の欠陥生成・抑制メカニズムの解明を並行して実施した。材料は人体に無害で安価な機能材料である酸化物半導体を使用し、作製には安価な大面積堆積に適しているスパッタ法および静電スプレー法を用いることで、気軽に使える安価なIoTデバイス実現に向けた提案することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、機能材料である酸化物半導体を用いた「超安価な透明フレキブルIoTデバイス」を半導体材料からデバイス構造まで一貫して提案するものである。透明でフレキシブルな太陽電池・各種センサ・トランジスタを組み合わせたモノリシックデバイスが活躍できる場は限りない。本課題は、学術的・理学的にフレキシブル酸化物半導体の欠陥物性を明らかにすることで、欠陥抑制・デバイス長寿命化に貢献するとともに、工学的に透明・フレキシブル・外部電源不要なデバイスを提案するものであるため、農業・衣料・防犯・福祉など、その応用展開・社会への波及効果も広い。
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