東北地域研究シーズデータベース

半導体ナノワイヤを用いた機能性材料の研究

酸化亜鉛シリコンナノワイヤ太陽電池水素

光半導体（イメージセンサー、光電変換）ウェハ・物性その他素材・材料・ウェハ加工

研究シーズの特徴・独自性

　光と電気を効率よく変換できる半導体素子材料の研究開発を行っています。特に、比表面積が大きいナノワイヤ構造の新しい発光素子、太陽電池への応用を目指しています。また、ナノ構造に新しい機能を付加した半導体材料開発にも取り組んでいます。
１．酸化亜鉛透明導電膜とナノ構造を用いた太陽電池の研究
目標：ZnO導電膜上ZnOナノワイヤによる高効率色素増感太陽電池の実現
研究内容：ZnO薄膜へ水素をドープすることにより、欠陥準位を終端し電気特性、透過率を改善したZnO透明導電膜へZnOナノワイヤを成長させ、導電膜－ナノ構造間の電子移動における障壁を低減化した、新しい高効率色素増感太陽電池の開発を進めています。
２．機能性半導体ナノワイヤの研究
目標：発光ナノワイヤ、水素吸着ナノワイヤの研究
研究内容：Siナノワイヤ表面層に、赤外発光するエルビウムや水素吸着性が高いパラジウム金属層を形成したコア－シェル型ナノワイヤ作製を行い、それぞれの特性に優れたナノワイヤ開発を行っています。

産学連携の可能性

　半導体ナノワイヤはVLS（気相－液相―固相）法、透明導電膜はスピンコート法やスプレーコート法のような、大規模な設備を必要としない低コストで簡便な手法で作製可能です。そして、酸化亜鉛は資源的にも豊富で毒性も低い安価で低環境負荷な材料であり、これを太陽電池応用するための技術開発への取組は、SDGsやカーボンニュートラルへの貢献においても魅力的なアピールになり得ると思われます。
　また、Siナノワイヤ表面への金属シリサイド層の形成技術は、赤外発光や水素吸着など、各種シリサイドの特性を付加した新しい機能性材料開発へ応用できる可能性があります。

八戸工業大学
工学部工学科電気電子通信工学コース

教授: 石山武

お問合せ先: t-ishiyama@hi-tech.ac.jp