生野研究室の概要

 本研究室では,安心・安全保証社会の実現に向けて,高付加価値をもつエネルギー変換素子の創製に関する研究を行っています. バルク材料を凌駕する優れた物性をもつ低次元ナノ材料や,特異的物性を示す異種材料界面を巧みに利用することにより, これまでにない,環境に存在する廃エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換素子や,微小エネルギーで駆動するアクチュエーターなどの開発を行っています.
 これらの素子を実現するために, ナノドット,ナノチューブ,ナノシートに代表される新しい異方性ナノ材料を作製し, さらに,界面制御技術によるナノ材料複合体の構築技術を開発することにより新たな機能創発を狙っています. 最終的には,実デバイスを作製し特性評価を行っています.

最近のニュース

2019年3月

  • 第66回応用物理学会春季学術講演会において,B4畑山君がポスター賞を受賞しました!

2019年3月

  • 東京理科大学ナノカーボン研究部門2018年成果報告会&第4回東京理科大学-電気通信大学合同研究会において,B4原君が優秀講演賞を受賞しました!

2018年9月

2018年8月

2018年3月

2017年12月

2017年11月

2017年9月

  • 第78回応用物理学会秋季学術講演会において,ポスター賞を受賞しました!
    M1小林,B4高橋,B4三井,他:「CNT自立膜を用いたバルーン浮揚体の創製」

2017年8月

2017年4月

  • 新メンバーが配属されました.

2016年9月

  • 第77回応用物理学会学術講演会において,ポスター賞を受賞しました! Learn More

2016年8月

  • 波長依存双極性光検出器に関する研究成果がJSAP-Bulletinに紹介されました! Learn More
    ネット記事にも掲載されました! Link1, Link2

2016年5月

  • ㈱豊田中央研究所 中野主席研究員(招待論文)との共著論文が,Applied Physics Reviewに掲載されました!
    H. Nakano and T.Ikuno, "Soft chemical synthesis of silicon nanosheets and their applications" Applied Physics Review, 3 (2016) 040803.
    ポストグラフェン材料として注目されているシリコンナノシートの湿式合成法,表面修飾法,そして応用展開に関するレビュー論文です.
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  • Appl. Phys. Exp.にアクセプトされた論文が,"Spotlights"(注目論文)に選ばれました!
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  • 投稿論文がAppl. Phys. Exp.にアクセプトされました!
    T.Ikuno and M. Hasegawa, "Wavelength-dependent switching of photocurrent polarity in a semiconductor film with bifacial band bendings", Appl. Phys. Exp. (accepted).
    全無機半導体を用いた入射光波長に依存した出力極性を示す新しい光センサーに関する理論的・実験的論文です.
    電源レスで色識別するセンサーや多値光論理回路の要素部材として利用できる可能性があります.
  • ホームページを開設しました.

2016年4月

  • 学部4年生が6人配属されました.
  • 生野が東京理科大学に着任しました.

研究プロジェクト

1.軽元素ナノ材料の成長制御技術開発と電子物性制御

 カーボンナノチューブ (CNT),グラフェン,ナノダイヤモンド,フラーレンをはじめとするナノカーボン材料,これらと同様の結晶構造をもつ窒化ホウ素(BN)系ナノ材料,そして遷移金属ダイカルコゲナイド原子層などの「軽元素・低次元半導体材料」は,従来の半導体材料を凌駕する物理的・化学的物性(軽量,フレキシブル,チューナブルなバンドギャップ,表面修飾による電子状態制御,耐薬品性・耐熱性など)をもつことから,難環境親和性半導体材料の部材として注目されています.
 本研究室では,さらなる精緻な電子物性制御を目指し,上記ナノ材料の成長制御技術および修飾技術の開発を行っています.

図. 成長制御および表面修飾された各種ナノチューブの電子顕微鏡像.
関連業績

2.低次元材料の立体アーキテクチャ化による機能創発とエネルギー変換素子応用

 各種ナノチューブやナノシートなどの低次元ナノ材料は固有の優れた物性を持っており,これらを立体アーキテクチャ化することによりさらなる機能を付与することが可能になります. 本研究室では,低次元材料の表面改質による高次元化技術を開発し, 得られた特異な物性を利用することにより,新たなエネルギー変換素子を設計・作製しています.
 これまで,低温排熱エネルギーの回収を目指した,高次元化CNT自立膜を利用した軽量熱機関(熱エネルギーを機械エネルギーに変換する素子)を創製しました. 現在,熱エネルギー回収素子やアクチュエーターなどの素子応用を目指しています.

図. 新規開発した熱源表面で継続伸縮動作するカーボンナノチューブ熱機関. 本熱機関は,室温との温度差が小さくても伸縮し続けることができます.
関連業績

3.界面電子物性のチューニングによるキャリアダイナミクス制御と光・電子デバイス応用

 金属-半導体界面および半導体-半導体界面の電子状態を巧みに制御することにより,外場による励起キャリアや注入キャリアのダイナミクスを制御することを目指しています.
 これまでに,入射光波長に依存した出力極性を示す光センサーを創製しました(図参照). 本素子は,IoTデバイス用電源レス色識別センサーや多値光論理回路の要素部材として期待されています. また,低発電コスト太陽電池として注目されている硫化スズ薄膜太陽電池の伝導帯オフセットを制御し光電変換効率を向上させました(下記文献参照).

図. 新規開発した波長依存双極性光センサー(Wavelength-dependent bipolar photodetectors: WBPD)の概略図と出力特性. 入射光波長に応じて出力電流・電圧の極性が変化する光センサーです. 従来の有機分子や電解液を使用していた素子に比べ,大幅な応答速度改善と柔軟な遷移波長制御性を実現しました.
関連業績

アクセス

住所: 125-8585 東京都葛飾区新宿6-3-1研究棟10階 交通手段
東京駅から (JR山手線・京浜東北線)西日暮里駅乗換え→(地下鉄千代田線:JR常磐線直通)金町駅まで〔約33分〕