革新的応力場制御による高秩序ナノ空間構造体の創製と展開

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17H06146
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 巨 陽 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60312609)
• 研究分担者: 細井 厚志 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60424800) ; 徳 悠葵 名古屋大学, 工学研究科, 講師 (60750180) ; 木村 康裕 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (70803740) ; 森田 康之 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (90380534)
• 研究期間 (年度): 2017-05-31 – 2022-03-31
• キーワード: ナノ空間構造体 / 応力場制御 / 原子拡散 / 透明導電膜 / 太陽光水素製造

研究成果の概要

本研究は、革新的な応力集中および酸化プロセス制御手法を構築することにより、高秩序・高品質・高密度な金属ナノワイヤアレイおよび半導体ナノ構造体配列の創製を実現した。また、応力場における原子の拡散及び表面酸化現象を解明することにより、ナノ空間構造体の生成メカニズムを系統的に解明した。さらに、高透過率かつ高導電性を有するフレキシブル透明導電膜、および低コストかつ高変換効率を有する太陽光水素製造デバイスの創製を実現した。

自由記述の分野

機械材料・材料力学、ナノ材料工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

Al単結晶ナノワイヤアレイの高密度成長は世界初の独創的な成果であり、ナノ材料の作製と応用分野に与えるインパクトは極めて大きい。また、応力場における原子の拡散及び環境中の表面酸化現象の系統的な解明は、応力場における原子拡散に関する革新的な理論を提案でき、学術的重要性は極めて高い。さらに、高透過率かつ高導電性を有するフレキシブル透明導電膜の実現は、太陽電池やタッチパネルなどへの省エネルギー応用が期待できる。加えて、低コストかつ高変換効率を有する太陽光水素製造デバイスの実現は、太陽光水素製造のコスト、変換効率の問題を一挙に解決し、大きな社会貢献をもたらすことができる。