| 研究課題/領域番号 |
17H03230
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
田口 大 東京工業大学, 工学院, 准教授 (00531873)
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| 研究分担者 |
間中 孝彰 東京工業大学, 工学院, 教授 (20323800)
岩本 光正 東京工業大学, 教育・国際連携本部, 特任教授 (40143664)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 電子・電気材料 / 誘電体物性 / 可視化 / 低消費電力 / 摩擦発電 / 永久双極子 / 電荷変位 / 熱刺激電流 |
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| 研究実績の概要 |
ものを擦りあわせると正負の電荷が分かれて摩擦電気が発生し、静電気の源となることは古くから知られています。一方で近年、摩擦電気を発電源ととらえて、絶縁体・誘電体から電流を取り出す摩擦発電の研究が活発化しています。静電気としての摩擦電気は、電荷の正負の「極性」と、その「量」が大切でした。電流を取り出す摩擦発電では、正負の電荷に分かれる「速さ」が大切です。これは、摩擦電気と摩擦発電の基本的な違いです。私たちのグループでは、本課題を通じてこの点を明確化し、誘電分極現象の観点から摩擦発電をモデル化することに成功しました。そして電気が流れる様子を可視化できる光第２次高調波発生（SHG）法により実験事実の裏付けを積みつつ研究を進めました。その結果、従来の正負の電荷変位ばかりでなく、永久双極子の回転も、発電の分子的起源として同じように発電源として利用できることを突きとめました。本年度の具体的成果は次の通りです。
（１）誘電分極現象として摩擦発電をモデル化し、電源の等価回路パラメータ（電流源および内部抵抗）を誘電物性パラメータ（初期分極量、誘電緩和時間）で表すことに成功しました。これにより、電気回路と材料物性の考え方を橋渡ししました。
（２）SHG測定で摩擦発電の双極子回転及び電荷変位の評価を行いました。
（３）測定チャンバを評価系に組み入れ、温度と湿度を制御して安定した環境で摩擦発電特性とSHG測定を行うことができるようにしました。
以上の結果をまとめ、論文誌及び学会発表を通じて成果を公表しました。また、誘電分極現象の観点から、従来の評価法としての誘電分極現象の見方を基盤として、その上にたって、さらに電気伝導現象を理解する見方に発展できることをまとめ、英文教科書として出版しました。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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