| 研究課題/領域番号 |
22K04195
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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21050:電気電子材料工学関連
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
宮島 晋介 東京工業大学, 工学院, 准教授 (90422526)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 光無線給電 / ペロブスカイト材料 / GaN |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、良質なナノ結晶GaN/CsPbBr3-xClxヘテロ接合の形成技術を確立し、CsPbBr3-xClxを光吸収層に用いた受光器を形成する。またこの受光器を用いてナノ結晶GaN/CsPbBr3-xClxヘテロ接合のキャリア輸送特性を詳細に評価する。これにより、ナノ結晶GaN電子輸送層のポテンシャルを明らかにすることを目的とする。
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| 研究実績の概要 |
2023年度は当初計画に従い、ナノ結晶GaN/CsPbBr3-xClxヘテロ接合の形成を行った。ナノ結晶GaN膜については、スパッタ法による製膜条件を検討し、比較的短時間で必要な膜厚を有するナノ結晶GaN膜の形成できる条件を確立した。また、CsPbBr3-xClx膜についてはメカノケミカル法によるCsPbBr3-xClx粉末の合成プロセスおよび粉末の蒸着プロセスを詳細に検討した。具体的には粉末合成時の各原料粉末の混合比の影響を詳細に検討し、ターゲットであるバンドギャップ2.7 eV程度を有する薄膜の形成に適したCsPbBr3-xClx粉末の合成条件を確立した。また、蒸着時のるつぼ温度および蒸着後の熱処理温度と薄膜の電気的特性の関係を詳細に調査した結果、目標値である500 nmを超えるキャリア拡散長を有するCsPbBr3-xClx薄膜（バンドギャップ2.7 eV）程度を実現することができた。さらに、良好な拡散長を有するCsPbBr3-xClx薄膜を光吸収層に用いた受光器の作製と評価を行った。受光器の構造は Glass/FTO/ナノ結晶GaN/CsPbBr3-xClx/TCTA/MoOx/Auである。形成したデバイスの特性を評価した結果、受光器としての動作を確認できたものの、その変換効率は低い値にとどまっている。その主な原因は量子効率が低いことである。CsPbBr3-xClx薄膜は十分なキャリア拡散長を有していることから、低い量子効率は電子輸送層/ CsPbBr3-xClx もしくは CsPbBr3-xClx/正孔輸送層界面に問題があることを示唆している。次年度には当初の予定通りデバイス特性の改善を行いつつ、電流電圧特性の詳細な解析を行い、ナノ結晶GaN/ CsPbBr3-xClx界面でのキャリア輸送特性を詳細に検討する。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
2年目の当初計画は、ナノ結晶GaN/CsPbBr3-xClxヘテロ接合の形成を行い、CsPbBr3-xClx受光器の形成技術を確立し、受光器の電気的特性の評価プロセスを確立することであった。当初計画通りにヘテロ接合の形成を行い、受光器特性の測定まで行うことができたことから、概ね順調に研究が進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
2年目の進捗が予定通りであったことから、3年目も当初計画通りに進めていく予定である。3年目にはナノ結晶GaNを用いた受光器の電流電圧特性の詳細な評価を進める予定である。
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