?188bet体育_188bet备用网址の未来像：圧電体ナノ結晶配列を用いた圧電センサ/熱電発電デバイスをフレキシブル基板上に集積して、外気と９図１単結晶Si基板上に単結晶金属薄膜を製膜し、その上に結晶成長した六角柱状の単結晶ZnO自立ナノワイヤ配列。面密度が極めて高く(200本/μm2)、ワイヤ軸方向?面内方向ともに結晶の向きが揃っていることが分かる(完全配向)。これまで私は耐熱性の高い圧電体である酸化亜鉛(ZnO)のナノワイヤ結晶の直径を100nm程度まで細くすることにより、一般的なcmサイズの結晶に比べて約100倍も大きく可逆的に歪むことを実証し、その成果はNatureCommunications誌やACSNano誌といった材料科学分野で最高峰の国際紙に掲載されました。の温度差で発電し超音波探触子に給電して探傷試験を常時行う自立型デバイスを実現し、高温動作を目指します。工場や発電所などの高温下の構造のモニタリングや、織布に組み込んだ衣服型のヘルスモニタへの応用に繋がります。外から力を加えて歪ませると両端に電圧が生じる材料のことを圧電体といいます。これら圧電体はライターなどの着火素子や、アクチュエータ、スピーカーなどに使われており、さらに最近では、経年劣化による構造物内部の亀裂を聴診器のように調べる超音波探触子や、身の回りの振動源から電気を得る圧電発電などにも使われ始めています。しかし、既存の圧電材料は室温付近でしか機能せず、振動エネルギーと電気エネルギーを変換する圧電変換効率も不十分なため、これらの限界を打破する新材料が求められています。現在、渡辺188bet体育_188bet备用网址室では、ZnOやSiなどのナノワイヤ結晶のサイズと結晶の向きを完全に揃えて超高密度に並べた、ナノサイズ特有のしなやかで強靭な性質をもつcmサイズのナノ構造体を独自に開発しています。このZnOナノ構造体は、鉛など有毒元素を含んだPZT系の微結晶粉末をでたらめな向きに焼き固めた多結晶体である従来材料とは異なり、耐久性に優れ高温でも機能する高性能＆高機能な圧電材料になります。更にナノワイヤ配列を２次元周期配列とすることで光学素子のような新機能を持たせることにも挑戦しています。図２単結晶ZnO自立ナノワイヤの曲げ変形SEM観察。ナノ圧子で押すと大きく変形し、離すと元に戻る(弾性変形)。このナノワイヤ軸方向の一軸歪は4％と極めて大きい。図３SEM観察しながら、単一の自立ナノワイヤの①構造サンプリング②２端子電気特性評価③応力-歪特性評価④高空間分解能(~50nm)顕微CL発光分光評価が可能な、独自の単一ナノ構造複合評価装置。大阪大学助教、東北大学准教授を経て2020年3月現職(JSPS卓越188bet体育_188bet备用网址員)専門分野は、半導体ナノ結晶工学。188bet体育_188bet备用网址テーマ：ナノサイズ特有の性質をナノ結晶配列で顕在化キーワード：半導体,圧電体,ナノワイヤ,原子層シート,結晶成長,単一ナノ構造評価渡辺健太郎准教授KentaroWATANABEE-mail:kentaro_watanabe@shinshu-u.ac.jpResearchmap：https://researchmap.jp/vladimir19952010年３月東京大学大学院博士課程修了後、NIMS博士188bet体育_188bet备用网址員、Fibers&Textiles 188bet体育_188bet备用网址部門
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