| 研究課題/領域番号 |
21K19027
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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36:無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
赤松 寛文 九州大学, 工学研究院, 准教授 (10776537)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 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)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 光-電気エネルギー変換材料 / 層状ペロブスカイト / 第一原理計算 / シフト電流 / 強誘電体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、従来型の光発電システムとは全く異なる原理で駆動し、紫外-近赤外領域の電磁波を最大限に利用できる革新的光-電気エネルギー変換材料の創製を目指し、以下の二つの課題に取り組む。(1)紫外-近赤外領域で強い光吸収と高いシフト電流を示すポーラー物質を創製する。(2)第一原理に基づきシフト電流テンソルを計算し、実験・計算結果をスペクトル学的に理解し、高シフト電流材料の設計指針を構築する。
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| 研究成果の概要 |
強誘電体あるいはポーラー物質におけるバルク光起電力効果、すなわちシフト電流効果を密度汎関数法に基づいた第一原理計算を用いて予測する技術基盤を整備・強化した。紫外-近赤外領域で強い光吸収を示すポーラー材料のプラットフォーム材料として、ハイブリッド間接型強誘電体が有望であると考え、Dion-Jacobson型層状ペロブスカイトCs(La,Nd)Nb2O7の構造相転移挙動と誘電特性を詳細に調べた。組成によりキュリー点を精密にチューニングできることを明らかにし、高シフト電流材料の設計に向けた有用な知見が得られた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
鉄鋼などの製造業では高温プロセスが必須であり、熱輻射が必ず生じる。この熱輻射を電気エネルギーへ効率良く変換できれば、環境への負荷を低減できる。本研究では、強誘電体あるいはポーラー物質におけるバルク光起電力効果、すなわちシフト電流効果を用いた次世代型光-電気エネルギー変換材料の設計指針の構築に向けて、シフト電流テンソルを理論計算により予測する技術基盤の整備と強化、および、有望物質と考えられる層状ペロブスカイトの構造相転移挙動と誘電特性の調査を行なった。
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