| 研究課題/領域番号 |
26287064
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
寺崎 一郎 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (30227508)
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| 研究分担者 |
太田 裕道 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (80372530)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 光物性 / セラミックス / 先端機能デバイス |
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| 研究実績の概要 |
本年度の実績を以下に列挙する。
(1)ZnO単結晶を用いた電子の拡散長の計測を行った。これまでの光熱起電力効果では、光の侵入長が深さ方向の典型的な長さスケールであると仮定し、キャリアの拡散長については考慮してこなかった。今年度は、フォトマスクパターン加工したZnO単結晶票目に紫外光を照射し、光照射領域を系統的に変化させることで光ゼーベック効果の変化を調べた。残念ながら信号が弱く、有意な結果は得られなかった。そこで入射光の波長をわずかに変えながら光の侵入長を変えて光ゼーベック効果を測定した。その測定結果から侵入長についての知見を得ることができた。結果は現在解析中である。
(2)フランスCRISMAT研究所で作成した硫化物試料の光ゼーベック効果と光伝導度を計測した。光照射による有意な変化は観測できず、得られた変化はほぼ試料の温度上昇によって説明できることがわかった。今後はより絶縁性の高い硫化物で光熱電特性を探索する。
(3)CuOやL2CuO4などのモット絶縁体の光伝導をしらべたが、シグナルが小さすぎることがわかった。また光ゼーベック効果の前段階にあたるCo酸化物の光物性をまとめ出版した。
(4)ZnO焼結体に様々な不純物をドープして光熱電効果を調べ、電子とホールの再結合を遅らせられるようなドーパントを探索した。適当なドーパントが見つかれば、光によるキャリアドープ量を飛躍的に増大させることができるだけでなく、一度光を当てれば長い時間永続的な光伝導が期待できる。Li,Cu,Ga,Alなど様々なドーパントをドープしたがそのような効果を見出すことができなかった。
(5)光照射とは異なる非平衡効果を示すFeSb2の熱電物性の精密測定と解析を行い、論文にまとめた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
提案書に掲げたCRISMATから提供された硫化物化合物やモット絶縁体の計測も行えた。残念ながら結果はそれほど芳しいものではなかったが、本年も引き続き物質探索を継続する。基礎的には、光ドープされたキャリアの拡散長を見積もる方法を見出すことができ、より定量的な議論を行う素地ができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
昨年に引き続き、ZnOの光ゼーベック効果を増強する方法を検討する。今年度は透明二層薄膜を用いることで光ゼーベック効果の増強を試みる。最終年度である平成29年度はこれまでの研究をまとめ、光熱電変換の可能性についてもまとめる予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
ZnOの不純物置換の結果、光ゼーベック効果が増強されるドーパントを見出すことができなかったこと、またフランスからの硫化物が大きな光輸送効果を示さなかったことなどから、予定していた液体ヘリウムや原料試薬の費用が余った。
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| 次年度使用額の使用計画 |
昨年度からの研究費を合算し、より対象を広げて不純物効果を調べる。さらに、既存の試料を用いて、低温まで温度範囲を広げることで見過ごされてきた大きな光輸送効果を探索する。そのために昨年度使用しなかった原料試薬と液体ヘリウムのための費用を今年度使用する。
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