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- 305-0044 茨城県つくば市並木1-1 [アクセス]
研究内容
- Keywords
応用物性・結晶工学
出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。
公開特許出願
- 赤外光学材料、その製造方法、それを用いた波長変換素子、および、それを用いたレーザ装置 (2025)
- 窒化アルミニウム結晶の成長方法 (2013)
- 結晶成長方法および結晶成長装置 (2013)
所属学会
応用物理学会, 日本結晶成長学会
受賞履歴
- 「第３回ものづくり日本大賞 特別賞」（経済産業省） ()
電子・光機能材料研究センター
優れた硫化物単結晶の探索および結晶育成
硫化物，単結晶，結晶成長，赤外，熱電，ナローバンドギャップ半導体，2Dマテリアル
概要
硫化物の特徴として、酸化物等に比べて、赤外域まで透過する優れた光学特性がある。そのため、赤外域で用いられる光学デバイス材料として有望である。また、光学用途以外として、熱電材料、太陽電池材料としても、期待されている。さらに、近年は2Dマテレアルとしても、再注目されている。
新規性・独創性
硫化物の優れた特性として以下が挙げられる。
● 波長10μm以上まで透過する優れた赤外域透過特性
● 無毒で優れた熱電特性
● 2Dマテリアルとして再注目
内容
これまで水平型温度勾配炉内徐冷法によりSnS単結晶、徐冷法によりAgBiS2単結晶、溶融GeSソースを用いた蒸気輸送法によりGeS単結晶、ブリッジマン法によりGaS単結晶、HT-GeS2単結晶を育成した。
GaS単結晶は14 μmまで、HT-GeS2単結晶は22.5 μmまで透過域があることが分かり、赤外域の光学材料として用途が考えらる。また、SnS、GeS、GaS、HT-GeS2は2Dマテリアルでもある。2D-SnSはPb(Zr, Ti)O3 : PZTに匹敵する圧電特性を示すことが理論的に予測されている。
まとめ
これまで、種々の硫化物単結晶を幾つかの方法により結晶育成を行った。その結果、主に以下の硫化物単結晶を得た。今後も、硫化物固有の優れた特性を活かした硫化物を探索し、その単結晶の育成方法を研究開発する。
● SnS単結晶（用途：2Dマテリアル、太陽光発電）
● AgBiS2単結晶（用途：熱電素子、太陽光発電）
● GeS単結晶（用途：2Dマテリアル）
● GaS単結晶（用途：赤外光学素子、2Dマテリアル）
● HT-GeS2単結晶（用途：赤外光学素子、2Dマテリアル）
