酸化物半導体における表面プラズモンクロミック機能の創成
【研究キーワード】
酸化物半導体 / ナノ粒子 / 赤外領域 / 表面プラズモン / 遮熱 / フォノン / 機能制御 / クロック機能 / 赤外帯域 / 反射遮熱 / 近接場 / プラズモン / 遮熱断熱 / クロミック機能 / 赤外 / 固液界面 / 赤外域
【研究成果の概要】
省エネ社会に向けて、窓から侵入する日射熱を効率よく遮断する光機能が要求されている。特に、従来のエレクトロクロミック技術は、近赤外光と可視光を同時に光遮断するため近赤外光のみの光透過率を外場制御することが難しい課題があった。本研究では、透明酸化物半導体ナノ粒子の電子濃度の外場制御に基づいた新しいスマートウインドウの開発を目指した。最初に、紫外線照射に伴う表面プラズモン励起の光制御の観点から、ナノ粒子内の電子濃度と表面プラズモン共鳴の相関を確認し、プラズモン共鳴が電子濃度に依存することを見出した。更に、電気化学的手法を用いたナノ粒子内への電子注入を実施し、近赤外域の透過率の電気的変調に成功した。
【研究の社会的意義】
ワイドギャップ酸化物半導体の表面プラズモンの電子キャリア制御に着目し、可視と近赤外光を独立に制御するエレクトロクロミックを開拓する点が社会的・学術的意義となる。特に、(1) 酸化物半導体ナノ粒子が表面プラズモンの励起場として機能。(2) 固液界面による静電的な電荷蓄積とナノ粒子内の電荷変調。(3) 近赤外表面プラズモンと電子キャリアの電場制御。これらの研究視点は、プラズモンクロミックという新しい光操作技術となる。更に、静電的な電子蓄積による電子ドーピングは、酸化物半導体の表面プラズモン制御という観点においても興味深い研究となる。故に、遮熱の機能制御を実現する先駆的な光・熱制御技術となる。
【研究代表者】
【研究分担者】 |
| 池羽田 晶文 | 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 | 食品研究部門 | グループ長 | (Kakenデータベース) |
| J・J Delaunay | 東京大学 | 大学院工学系研究科(工学部) | 准教授 | (Kakenデータベース) |
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【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【配分額】17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)