ナノコラムレクテナの開発

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K18887
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電気電子工学およびその関連分野
• 研究機関: 上智大学
• 研究代表者: 中岡 俊裕 上智大学, 理工学部, 教授 (20345143)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2019-03-31
• キーワード: レクテナ / ナノコラム

研究成果の概要

LEDディスプレイなど活発に研究されているGaNの柱状結晶であるナノコラムを用いたナノコラムレクテナという新しい発電素子を提案し，電磁界シミュレーションおよび素子試作によりその有望性を実証した。EBリソグラフィと電子線蒸着により，ナノコラム領域のみに，チタンと金を成膜し，斜め蒸着によりナノコラムをコーティングした。SOG（Spin-On-Glass）にてナノコラムの先端付近まで埋め込み、絶縁膜Al2O3をその上部に成膜し，最後に多層グラフェンを載せ上部透明電極とした。本構造により基礎特性の測定に成功した。本ナノコラムレクテナ素子作成に求められる各プロセス工程において手法，基盤技術を確立できた。

自由記述の分野

半導体デバイス

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在主にマイクロ波帯で用いられ，ICカードなどで既に実用化されているレクテナが光領域で動作すれば、全く異なる原理で動作する光センサーや太陽電池となる。従来にない機能を持ち，例えば太陽電池では赤外光の利用は難しいが光レクテナでは，可視光よりも赤外光のほうが動作しやすく，廃熱発電や熱センサーとして期待できる。この実現には極限的な微細構造が必要で，特に集積化が困難であったが，本研究により提案したナノコラムレクテナは優れた集積性，位置制御性によりこのボトルネックを突破しうる。電磁界シミュレーション，試作を通してその有望性を示した本研究は学術的，社会的に高い意義を持つと言える。