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2023 年度 実績報告書

中赤外・THz光電力変換用高性能レクテナダイオードの開発

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ0239
配分区分基金
研究機関東北大学

研究代表者

LIU ZHEN  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
キーワードEnergy harvesting / optical retenna / MIM diode
研究実績の概要

The target of this study is to create a high-performance metal-insulator-metal (MIM) diode for optical rectenna system to realize infrared radiation energy harvesting. During this study, the progress mainly included 3 parts:

1. Establish a design framework for materials combination of MIM diode based on photon-assisted-tunneling. Aiming to achieve the most effective energy harvesting and maximize the utilization of photon energy.
2. Development of rectification performance improved 231 times MIM diode with nanoparticles (NPs) for near infrared thermal radiation. Design and fabricate the MIM diode with metallic NPs to achieve the electrical field concentration effect in tunneling layer.
3. Establish a detailed analytical model for electron tunneling with MIM diode by considering comprehensive effect including materials properties and geometric changes.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [国際共同研究] INSA Lyon(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      INSA Lyon
  • [雑誌論文] Enhanced current density and asymmetry of metal?insulator?metal diodes based on self-assembly of Pt nanoparticles2023

    • 著者名/発表者名
      Liu Zhen、Abe Shunsuke、Shimizu Makoto、Yugami Hiroo
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 122 ページ: 093502

    • DOI

      10.1063/5.0123591

    • 査読あり
  • [学会発表] Energy Harvesting for Thermal Radiation in a Wide Wavelength Range Using Optical Rectenna with a Hollow Resonator2024

    • 著者名/発表者名
      Zhen Liu
    • 学会等名
      45th PhotonIcs and Electromagnetics Research Symposium
  • [学会発表] Metal-insulator-metal diode using self-assembled Pt nanoparticles for optical rectenna2023

    • 著者名/発表者名
      Zhen Liu
    • 学会等名
      The 84th JSAP Autumn Meeting
  • [学会発表] MIMトンネルダイオード結合型空洞共振器構造に基づく光レクテナデバイスの設計2023

    • 著者名/発表者名
      Zhen Liu
    • 学会等名
      熱工学コンファレンス2023

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公開日: 2024-12-25  

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