高不整合材料のサブバンド間光学遷移制御の学理構築と広帯域光エネルギー変換への応用

• 研究課題/領域番号: 24K01420
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分31020:地球資源工学およびエネルギー学関連
• 研究機関: 佐賀大学
• 研究代表者: 田中 徹 佐賀大学, 理工学部, 教授 (20325591)
• 研究分担者: 郭 其新 佐賀大学, シンクロトロン光応用研究センター, 教授 (60243995) ; 高橋 和敏 佐賀大学, シンクロトロン光応用研究センター, 教授 (30332183) ; 齊藤 勝彦 佐賀大学, シンクロトロン光応用研究センター, 助教 (40380795)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2027年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2026年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2025年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2024年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
• キーワード: 高不整合材料 / 光エネルギー変換 / サブバンド

研究開始時の研究の概要

高不整合材料を用いるとバンド反交差作用により生じるサブバンドを介した光学遷移による長波長光の吸収が可能となる。本来の価電子帯―伝導帯間の光学遷移に加えて、このサブバンド間光学遷移を活用できれば、可視域から近赤外域までの幅広い波長帯の光を利用した高効率光電変換デバイスを実現できる。本研究では、高不整合材料のバンドエンジニアリングと量子ナノ構造を利用してサブバンド間光学遷移制御の学理を追求し、サブバンド内の電子占有率の空間制御とヘテロ界面への量子ドットの導入によって強いサブバンド間光吸収を実現するとともに、太陽光に含まれる広範な波長帯域での高効率エネルギー変換の実現を目指す。