ポーラロン伝導酸化物薄膜の熱電特性に関する研究

极化子导电氧化物薄膜热电性能研究

基本信息

批准号：
17J01281
负责人：
小野里尚記
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は昨年度に引き続き酸化タングステン(WO3)を活性層に用いたエレクトロクロミックトランジスタ(ECT)の開発を主に取り組んだ。内容としてはWO3-ECTの高性能化を目指しデバイスのフレキシブル化を目指した。近年、フレキシブル電子デバイスのニーズが急速に高まっておりECTもフレキシブル化できれば用途の幅が格段に広がる。フレキシブルPET基板上に下部TCO層を有するWO3-ECT素子を作製、曲げた状態（曲率R ＞ 16 mm）で動作させたところ、フラットな状態のガラス基板上と同じように3V、1秒での動作に成功した。曲げ耐性試験においても400回の曲げ耐性を有することを明らかにした。一方で、曲率をさらに変化させた場合（曲率R = 12, 6 mm）では素子の動作速度が2~3秒かかり、曲げ耐性にも脆いことがわかった。曲げ耐性試験後の素子には多数のクラックが確認できたことから曲げによって素子にストレスがかかり素子の破壊につながっていることがわかった。[Jpn. J. Appl. Phys. 59. 024002 (2020)]。本年度の２つ目の大きな成果は層状コバルト酸化物薄膜の熱伝導率に関するものである。層状コバルト酸化物AxCoO2はCoO2層に隣接する隣接層の元素Aを置き換えることが可能であるため様々な元素を置換した薄膜を作製し、層状構造の層に垂直方向と平行方向の熱伝導率を計測した。TDTR法によって計測したAxCoO2エピタキシャル薄膜の熱伝導率、熱伝導率はAに依らず　層に垂直方向　＜層に平行方向であり、（Aの原子量x）の増加に伴い特に層に平行方向の熱伝導率が大きく減少する傾向が見られた。この結果から、AxCoO2の性能指数増強の材料設計指針が得られた。[ Adv. Mater. Interfaces. 7, 1901816 (2019)]。

今年，正如我们去年一样，我们主要致力于使用氧化钨（WO3）作为活性层开发电致变色晶体管（ECT）。该内容旨在使设备灵活，旨在提高WO3-ECT的性能。近年来，对柔性电子设备的需求迅速增加，如果可以使ECT柔性，则应用程序的范围将大大扩展。当在柔性PET底物上制造具有较低TCO层的WO3-ECT设备并以弯曲状态操作（曲率R> 16 mm）时，该设备在3V和1秒内成功地操作，就像在平坦的玻璃基板上一样。还揭示了弯曲抗性测试具有400个弯曲电阻。另一方面，当曲率进一步更改（曲率r = 12.6毫米）时，元件的工作速度需要2-3秒，并且发现它在弯曲电阻中易碎。在抗抗性测试后，在元素中确认了许多裂纹，发现弯曲会导致应力应用于元素并导致破裂。 [JPN。 J. Appl。物理。 59。024002（2020）]。今年的第二个主要成就与层状钴氧化物薄膜的热导率有关。由于层状氧化钴AXCOO2可以替换与COO2层相邻的相邻层中的元素A，因此制造了薄膜以替换各种元素，并在垂直于层的层的方向上沿垂直于分层层的元素进行了导热率。通过TDTR方法测量的AXCOO2外延薄膜的热导率和导热率不取决于A，而是依赖于垂直于该层的方向<在与层平行的方向上，并且随着原子重量（a的原子重量（x）的增加），导热率的趋势趋于趋势，尤其是该方向与该层相似，以显着降低。这些结果为材料设计提供了一个指南，以增加AXCOO2的功绩。 [adv。母校。接口。 7，1901816（2019）]。