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2015 年度 実施状況報告書

ナノ物質の新奇な光電・熱電効果の理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 26390007
研究機関東京理科大学

研究代表者

小鍋 哲  東京理科大学, 研究推進機構総合研究院, 講師 (40535506)

研究分担者 山本 貴博  東京理科大学, 工学部, 准教授 (30408695)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード熱電変換 / 原子層材料 / 黒リン
研究実績の概要

本研究では、低次元ナノ物質で顕在化する量子効果を積極的に活用した新奇なエネルギー変換プロセスの物理機構の解明とそれを実現する機能性ナノ材料の提案を目的とする。平成26年度は、光電変換と熱電変換について研究を行ったが、平成27年度は、特に熱電変換に注力した。平成26年度に行った単層黒リンの熱電特性の研究を発展させ、多層黒リンの熱電変換特性を密度汎関数理論に基づく第一原理シミュレーションにより調べた。フレキシブル材料であることに注目し、熱電特性の引張依存性を調べた。その結果、平成26年度に得られた単層黒リンに関する知見と同様に、多層においても引張により熱電特性が大幅に向上することが明らかになった。以上の結果について、論文にまとめ現在投稿中である。さらに今年度は論文発表だけでなく、国内・国際会議(招待講演を含む)での発表を行い、研究結果の周知に努めた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

研究実施計画に従い、予定通り研究が進んでいることに加え、当初予定していなかった進展があった。特に、新規原子層材料である黒リンの熱電特性については、平成26年度に引き続き、層数依存性や引張依存性など多くの重要な知見を得ることに成功している。これらの研究成果については、国内・国際会議で招待講演を行った。

今後の研究の推進方策

当初の計画通りに研究を遂行する。特に最終年度である平成28年度は、論文や学会において、研究成果の公表に全力を尽くす。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Carrier localization length in edge-disordered graphene nanoribbons with sub-100 nm length2016

    • 著者名/発表者名
      K. Takashima, S. Konabe, and T. Yamamoto
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 119 ページ: 024301-1-7

    • DOI

      10.1063/1.4939609

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Strain Engineering for Thermoelectric Performance of Phosphorene2016

    • 著者名/発表者名
      Satoru Konabe and Takahiro Yamamoto
    • 学会等名
      International Conference on Organic and Hybrid Thermoelectrics (ICOT2016)
    • 発表場所
      Kyoto-TERRSA Conference Center
    • 年月日
      2016-01-19
    • 国際学会
  • [学会発表] Theoretical study of the thermoelectric property of phosphorene under the tensile strain2015

    • 著者名/発表者名
      Satoru Konabe and Takahiro Yamamoto
    • 学会等名
      Pacifichem2015
    • 発表場所
      Honolulu
    • 年月日
      2015-12-17
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermoelectric effects in atomically thin 2D materials2015

    • 著者名/発表者名
      Satoru Konabe
    • 学会等名
      CEMS Topical Meeting on Emergent 2D Materials
    • 発表場所
      理化学研究所
    • 年月日
      2015-12-12
    • 招待講演
  • [学会発表] 原子層材料の第一原理熱電シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      小鍋哲
    • 学会等名
      第25回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜市開港記念会館
    • 年月日
      2015-12-08
    • 招待講演
  • [学会発表] 2次元原子層材料における新奇熱電物性の理論的研究2015

    • 著者名/発表者名
      小鍋哲
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-17
    • 招待講演
  • [学会発表] フォスフォレン(単層黒リン)熱電特性の引張制御による飛躍的向上2015

    • 著者名/発表者名
      小鍋哲、山本貴博
    • 学会等名
      第12回日本熱電学会学術講演会
    • 発表場所
      福岡県・九州大学つくし地区総合研究棟(C-Cube)
    • 年月日
      2015-09-08
  • [学会発表] 熱エネルギーハーベスティングのためのフレキシブル材料探索2015

    • 著者名/発表者名
      小鍋哲、加藤哲平、山本貴博
    • 学会等名
      高周波磁気調査専門(MMSD)委員会
    • 発表場所
      東京都千代田区・サニー貸会議室
    • 年月日
      2015-08-06
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノカーボン薄膜および原子膜材料の熱電変換シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      小鍋哲、加藤哲平、臼井信志、山本貴博
    • 学会等名
      第52回日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      静岡県浜松市・アクトシティ浜松・コングレスセンター
    • 年月日
      2015-06-04
  • [産業財産権] 半導体材料、導電性層にキャリアを生じさせる方法、及び熱電変換素子2015

    • 発明者名
      山本貴博,中嶋宇史,阿武宏明,小鍋哲
    • 権利者名
      山本貴博,中嶋宇史,阿武宏明,小鍋哲
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-205044
    • 出願年月日
      2015-10-16

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公開日: 2017-01-06  

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