| 研究課題/領域番号 |
22K05281
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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36010:無機物質および無機材料化学関連
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| 研究機関 | 地方独立行政法人大阪産業技術研究所 |
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研究代表者 |
品川 勉 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 主任研究員 (50416327)
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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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 三元系酸化物 / 水溶液プロセス / 半導体特性 / 水熱合成 / 銅酸化物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
CO2削減に向けて、再生可能エネルギーによるエネルギー創出技術の開発が国内外で活発化し、有望な半導体材料の探索や応用も加速的に進められている。汎用金属から構成され、かつ優れた物性をもつ三元系銅酸化物は、太陽電池や光電極応用で有望な酸化物として期待されており、低温かつ簡便な成膜法の開発が求められている。
本研究では、申請者がこれまで取り組んできた水溶液プロセスによる酸化物結晶の成長技術に関する知見を生かして、三元系銅酸化物の直接成膜技術の開発を目指す。また、得られた三元系銅酸化物の物性評価を行い、成膜条件と半導体物性の相関を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
CO2削減に向けて、再生可能エネルギーによるエネルギー創出技術の開発が国内外で活発化し、有望な半導体・触媒材料の探索研究および応用研究が推進されている。銅とコバルト、あるいは銅と鉄といった、銅をベースとする三元系の酸化物は、優れた半導体特性をもつことから太陽電池や光電極への応用で有力視されている。しかしながら、その結晶膜の成膜法は、高温・真空雰囲気下での気相成長法または高温加熱処理を要する湿式成膜法に限られており、低温かつ簡便な成膜法の開発が求められている。
本研究では「水溶液プロセス」を用いた銅－鉄系の酸化物結晶膜の成膜技術の開発、および酸化物組成変化による半導体特性の制御を目的とし、成膜条件と半導体特性の相関を明らかにすることを目指している。
昨年度は「水熱法を用いた水溶液プロセス」で銅－鉄系酸化物結晶膜の成膜技術の開発を実施した。
本年度は、「電解法を用いた水溶液プロセス」で銅－鉄系酸化物結晶膜の成膜技術の開発に取り組んだ。成膜ルートとして、(I)直接成膜と(II)前駆体を用いた成膜、の２つのルートを計画しているが、ルート(I)については、銅鉄系酸化物結晶膜の直接成膜を達成することはできなかった。ルート(II)については、鉄水酸化物を成膜して、これに銅イオンを取り込んだのち、加熱処理して銅鉄系酸化物膜を形成する手法を中心に検討している。これまで、結晶配向した鉄水酸化物を成膜することに成功しており、銅イオンの取り込み条件を引き続き探索中である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
２つの成膜ルートのうち、ルート(I)が困難であり、別のルート(II)を検討しているため。
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| 今後の研究の推進方策 |
電解反応による銅鉄系酸化物の成膜手法の開発、および水熱反応による銅鉄系酸化物半導体の物性制御に向けて研究を進めていく。
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