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Mechanism Clarification for Creation of Functional Nanostructures through Control of Stress Fields

通过控制应力场创建功能性纳米结构的机制阐明

基本信息

批准号：
19F19375
负责人：
巨陽
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-11-08 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、革新的な応力集中および酸化プロセス制御手法を利用した高秩序・高品質・高密度なナノ空間構造体の作製手法を確立するため、応力場における原子の拡散及び表面酸化現象を解明することにより、ナノ空間構造体の生成メカニズムを系統的に解明することを目的としている。さらに、ナノワイヤとナノ構造体の成長機構を解明することにより、金属ナノワイヤと半導体ナノ構造体の形状・寸法・密度・面積の高度制御を実現し、高透過率かつ高導電性を有するフレキシブル透明導電膜及び、低コストかつ高変換効率を有する太陽光水素製造デバイスの創製を実現する。本年度は以下の研究成果を得た。高密度金属ナノワイヤおよび半導体ナノ構造体の実現ナノワイヤとナノ構造体の成長機構に基づき、金属ナノワイヤと半導体ナノ構造体の形状・寸法・密度・面積の高度制御を実現した。また、フレキシブル基板上に粘着性薄膜をコーティングし、Al/Si基板上に作製した高密度単結晶Alナノワイヤアレイをフレキシブル基板上に転写した。さらに保護薄膜を蒸着することにより、高強度、高導電性のフレキシブル透明導電膜を実現した。一方、３次元Fe2O3ナノ空間構造体配列の形状、位置、空間空隙を高秩序で制御し、超高変換効率を実現した太陽光水素分解素子を開発した。また、表面修飾することにより長い耐久性を有する超高効率な太陽光水素製造デバイスを実現した。

This study aims to utilize innovative force concentration and acidification control methods to establish high order, high quality and high density spatial structure control methods, and to clarify the atomic dispersion and surface acidification phenomena in the field of force generation. The growth mechanism of the structure is explained in detail, and the shape, size, density and area of the semiconductor structure are controlled. The transparent conductive film with high transmittance, high conductivity and high conversion efficiency is realized. The following research results were obtained during the year. High density metal and semiconductor structures are realized by controlling the height of the growth mechanism of the metal and semiconductor structures in terms of shape, size, density and area. High density crystalline Al on Al/Si substrate A transparent conductive film with high strength and high conductivity is realized. The shape, position and space gap of one dimensional and three dimensional Fe2O3 space structure are controlled in a high order, and the ultra-high conversion rate is realized. The surface finish has a high durability, and the solar water production rate is very high.