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2021 年度 研究成果報告書

固固界面の電気二重層の解析:固体電気二重層デバイスは本当に実現可能か?

研究課題

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研究課題/領域番号 19K05279
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

土屋 敬志  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主幹研究員 (70756387)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード固体イオニクス / 電気二重層 / ナノイオニクス
研究成果の概要

近年,電気二重層デバイスは非常に高い電荷密度によって蓄電用途のみならず様々な電子物性制御への応用が期待されているが,液体電解質と異なり内部での電荷補償を生じやすい固体電解質においては液体同様の電気二重層効果の有無が未だよく分かっていない.そこで本研究では固体電解質/電子材料界面における電気二重層効果について、固体電解質における固体イオニクスの視点を用いて詳細に調査した.リチウム無機固体電解質と化学的に不活性なダイヤモンドを用いてトランジスタを作成し,ゲート電圧印加によるキャリア密度変調挙動を観察した所,電気二重層形成を確認したと共にTiを含む一部のリチウム電解質では抑制されることを見出した.

自由記述の分野

固体イオニクス

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で取り扱う固体電気二重層は,近年全固体電池やキャパシタなどのエネルギーデバイスの出力性能と密接に関係するため,本研究はこれらの高性能化に向けた研究開発,特に界面エンジニアリングにおいて重要な役割を果たし得る.本研究によって得られた固体電気二重層の解析手法はリチウム電解質に限らず幅広い固体材料に適用可能であるため,今後様々なエネルギーデバイスの研究開発において活用されるものと期待する.

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公開日: 2023-01-30  

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