マルチ元素ドープによる光学的臨界相出現の学理解明と全太陽光利用GX展開

• 研究課題/領域番号: 25H00787
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 中区分26:材料工学およびその関連分野
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 渡辺 精一 北海道大学, 工学研究院, 教授 (60241353)
• 研究分担者: 中川 祐貴 北海道大学, 工学研究院, 助教 (00787153) ; JEEM MELBERT 北海道大学, 工学研究院, 特任助教 (00815805) ; 柴山 環樹 北海道大学, 工学研究院, 教授 (10241564) ; 岡本 一将 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (10437353) ; 張 麗華 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (60719714)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2029-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 46,020千円 (直接経費: 35,400千円、間接経費: 10,620千円); 2025年度: 16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
• キーワード: 水中結晶光合成 / 太陽光利用材料 / 光機能材料 / 半導体 / GX

研究開始時の研究の概要

紫外・可視光のみならず太陽光の40%以上を占める赤外光域をも効率的に利用する、全太陽光(波長域)利用の高光機能性複合酸化物ナノ粒子創製手法の確立を目的とする。特に、原子・電子論に基づく格子欠陥解析と光物性評価を結び付けながら水中結晶光合成による光学的臨界相の出現機構の学理解明を行う。さらに、マルチ元素の共ドープにより半導体エネルギーバンドギャップ内に不純物準位をもたらして、可視光域近傍の光応答補強を狙う。これらにより、ドープ元素種・量を調節するマルチ元素格子欠陥制御を行うことで光吸収に関与するエネルギーバンドを調整し、全太陽光利用型の複合酸化物ナノ粒子の創製によるGX研究展開を行う。