層間挿入によるh-BNの半導体化とベータボルタ電池応用

• 研究課題/領域番号: 23K26150
• 補助金の研究課題番号: 23H01456 (2023)
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金 (2024); 補助金 (2023)
• 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: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 山田 貴壽 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究チーム長 (30306500)
• 研究分担者: 小川 修一 日本大学, 生産工学部, 准教授 (00579203) ; 増澤 智昭 静岡大学, 電子工学研究所, 講師 (40570289)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円); 2026年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2025年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2024年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2023年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
• キーワード: h-BN / ベータボルタ電池 / ドーピング / 六方晶窒化ホウ素

研究開始時の研究の概要

ベータボルタ電池は太陽電池と同様の構造の放射線電池であり、最大のバンドギャップを有するh-BNは、ベータボルタ電池用材料の最有力候補だが、p型・n型導電性制御が開発されていなくベータボルタ電池に限らず電子・光デバイスが実現されていない。本研究では、世界に先駆けて開発したK添加h-BNの物性やバンド構造を解明し、二次元ナノ材料の特徴を活かした積層による原子数層の擬似pn接合及び発電実証に取組む。二次元ナノ材料唯一のワイドギャップ半導体であるh-BNのドーピングによる物性制御は新学術分野を開拓し、さらに交換不要な電池の開発はIoT、6Gを通した安心・安全社会構築に大きく貢献できる。