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環境調和型薄膜材料研究室

研究キーワード

太陽光発電/薄膜合成/環境調和型材料

学べることは?

環境調和型薄膜の合成とそれを用いたデバイスの作製と評価

近年、地球にやさしいクリーンなエネルギー源や環境浄化作用を有する材料が強く望まれています。当研究室では、薄膜技術を通して、このような環境調和型のエネルギー源や材料に関する研究・開発を行っていきます。

特に、力を入れているのは下記のテーマです。

  • クリーンなエネルギー源として期待される太陽電池の作製
  • 新しい太陽電池材料の薄膜合成
  • ディスプレイ用透明電極を狙った新しい透明導電膜の合成
  • 環境浄化作用を有する光触媒薄膜の効率的な合成法の確立

機能性薄膜やそれを用いたデバイスの研究は、様々な専門分野の境界領域にあたります。我々は、化学の視点からこれらの課題に取り組みます。卒研では、薄膜の合成と評価や、デバイスの作製と評価について学ぶことができます。

山田 直臣 准教授

教授 山田直臣
研究室:14号館5階
専門分野:薄膜電子材料/固体化学
趣味:ドライブ/読書

研究室からのメッセージ

当研究室は、2010年から始まった若い研究室です。専門知識と技術をきっちりと習得することはもちろん、楽しく研究することをモットーとし、元気で明るい研究室を目指します。また、学内外の研究室や企業とのコラボレーション研究にも力を入れていきます。これらを通して、コミュニケーション能力やプレゼンテーション能力も身につけてもらいたいと思います。
研究開発は、困難にぶつかることもありますが、一生懸命取り組むと自然に楽しくなってきます。私は学生時代、「研究とは自然との知恵比べ」と教わりました。その通りだと思っています。この楽しい知恵比べに参加したい方をお待ちしています。ぜひ、研究室を覗きにきてみてください。

研究例

薄膜合成には、スパッタリング法をはじめとした気相法を使用します。スパッタリング法とは、ターゲットと呼ばれる出発原料をプラズマによって気化し、基板上へ原料物質の薄膜を堆積させる方法です。スパッタリング法は、工業的に確立された手法で、多くの産業分野で用いられています。合成中の様子を図1に示します。幻想的なプラズマを見ることができます。

スパッタ成膜中の風景

図1: スパッタ成膜中の風景

図2は、スパッタ法で作製した透明で電気の流れる薄膜、透明導電膜の写真です。ガラスのように透明なのに、金属のように電気を流す、不思議な性質を持っています。液晶ディスプレイや薄膜太陽電池の透明な電極として応用されています。我々は、希少金属や有害金属を含まない、環境にやさしい材料で、このような機能をもつ薄膜の合成にも取り組みます。

透明で電気が流れる薄膜(透明導電膜)

図2: 透明で電気が流れる薄膜(透明導電膜)

図3は、新しい薄膜材料を用いて作製した、我々オリジナルの薄膜太陽電池です。ごく最近、太陽電池として動作することが確認できました。低温で作製できるので、プラスチックフィルム上にも作ることができるかもしれません。今後は、より高効率化に適した材料の探索や、界面/表面の分析、電子構造の解析により、高効率太陽電池の実現を目指していきます。

スパッタ法で試作した薄膜太陽電池

図3: スパッタ法で試作した薄膜太陽電池

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