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公募研究A04 研究代表者

固体イオニクス現象を利用する物性制御デバイスの開発と動作機構の解明

土屋 敬志(つちや たかし)
物質・材料研究機構 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点
主幹研究員

専門分野

固体イオニクス、物性制御デバイス

関連する研究者

寺部 一弥 NIMS 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点・主任研究者

研究内容(概要)

本研究の目的は、電子材料(電極)/固体電解質界面近傍のナノ領域における電気二重層効果と酸化還元反応、及びそれらの共存・相互作用の結果として生じる電荷キャリアー(イオン・電子)蓄積現象、つまり固体イオニクス現象を新規手法で詳細に調査し、飛躍的に高い密度の電荷キャリアー蓄積能を固固界面で発現させること、それを利用して応用価値の高い電子物性を従来の他手法(例えば誘電体等)では得難い程大きな変化幅で自在に制御する、あるいは増強する新機能デバイスを創製することである。本研究では電界効果トランジスタ構造を固体イオニクス現象の選択的プローブとして利用することにより、種々の固体電解質と電極材料により形成される固固界面が示す電荷キャリアー蓄積挙動(蓄積量、空間電荷層等)の静的・動的特徴、およびその支配的な制御パラメータを明らかにする。ここでの知見を蓄電デバイスの理解に活用するとともに、これを積極的に応用して飛躍的に高性能な固体イオニクス型物性制御デバイスの開発を狙う。

代表的な研究業績

  1. T. Tsuchiya, Y. Itoh, Y. Yamaoka, S. Ueda, Y. Kaneko, T. Hirasawa, M. Suzuki, K. Terabe,
    J. Phys. Chem. C 123, 10487-10493 (2019). DOI: 10.1021/acs.jpcc.9b01885
  2. T. Tsuchiya, T. Tsuruoka, S.-J. Kim, K. Terabe, M. Aono,
    Sci. Adv. 4, eaau2057 (2018). DOI: 10.1126/sciadv.aau2057
  3. T. Tsuchiya, K. Terabe, M. Ochi, T. Higuchi, M. Osada, Y. Yamashita, S. Ueda, M. Aono,
    ACS Nano 10, 1655-1661 (2016). DOI: 10.1021/acsnano.5b07374

関連ウェブサイト

https://samurai.nims.go.jp/profiles/TSUCHIYA_Takashi

連絡先

TSUCHIYA.Takashi -at- nims.go.jp [-at-=@]

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