2023 年度研究成果報告書

液体流動と電子材料界面における動電現象解明と新規電子デバイス創成

研究課題

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研究課題/領域番号	21H01755
研究種目	基盤研究(B)
配分区分	補助金
応募区分	一般
審査区分	小区分28030:ナノ材料科学関連
研究機関	東北大学
研究代表者	岡田健東北大学, 工学研究科, 准教授 (90616385)
研究期間 (年度)	2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード	グラフェン / 動電 / 流体 / 発電
研究成果の概要	本研究では液体流動と電子材料界面における動電現象の物理描像を明らかにすることで液体流動によって発電、または動作する革新的な電子デバイス創成を目的とした。流動相界面における動電現象は新たなエネルギー源としてだけでなく多様な応用展開が期待される。電子材料微細加工・表面改質、及び物性解析技術を駆使し、互いに影響を与える固相、液相、界面の状態を操り・観ることで流動によって誘起する界面動電現象の要素メカニズムを解明した。流動状態が電気特性に影響を与えることを電気計測、および分光測定によって実証し、新たなデバイス創成への可能性を示す成果を得ることができた。
自由記述の分野	ナノ材料科学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究は科学的理解が進んでいない液体流動と電子材料界面における動電現象のメカニズム解明と応用展開を目的とした。半導体・電子材料の微細加工改質技術を用いて流動状態を制御し、材料の電気伝導特性を計測することに成功した。また流体がトリガーとなる電子材料の電気伝導が流動状態や流体の電解質濃度などによって制御できる可能性を示した。これらの成果は将来的に革新的な電子デバイス創成に期待を持たせるものである。また新たなエネルギー源としての評価にも成功している。本研究で示したこれらの成果は、これまで接点のなかったエレクトロニクス分野と流体力学分野を結ぶ新たな学際領域開拓に貢献する点で意義があるといえる。