文字サイズ
検索

学部・大学院

ホーム > 学部・大学院 > 教員紹介 > 機械工学系 > 伊﨑 昌伸(いざき まさのぶ)

伊﨑 昌伸(いざき まさのぶ)

所属 機械工学系
兼務 電気・電子情報工学系
職名 教授/機械工学系 系長
専門分野 薄膜材料 / 固体電気化学/エネルギー変換
学位 博士(工学)(大阪府立大学)
所属学会 The Electrochemical Society(USA) / American Chemical Society/応用物理学会 / 電気化学会 / 表面技術協会
E-mail m-izaki@me
※アドレスの末尾に「.tut.ac.jp」を補完してください
研究室web http://www.tf.me.tut.ac.jp
研究者情報(researchmap) 研究者情報

研究紹介

水溶液中での電気化学反応を利用した薄膜形成技術(ソフト溶液プロセス)による、半導体ならびに強磁性体酸化物の直接形成と物性制御ならびに太陽電池などの半導体素子構築に関する研究を行っています。化学熱力学計算に基づく水溶液光・電気化学反応の設計,電気化学ヘテロエピタキシャル成長による高品質酸化物(ZnO,Cu2O,CuO)の形成、有機半導体の配列制御による物性制御、ナノ構造体構築と形状制御,不純物制御による物性制御による高機能化などの基礎的な研究に加え、新規な酸化物系太陽電池・光電極,酸化物半導体の相関物性制御による新機能発現、有機半導体の成長の科学,に取り組んでいます。現在、以下のような研究を行っています。
1.  水の中から酸化物半導体を創るー熱力学に立脚した溶液化学成膜プロセスの設計と実証
2.  原子や分子を綺麗に並べるーヘテロエピタキシャル成長による高品質ナノ構造体の構築と物性発現
3. エネルギーと電子を操るー光からの電気エネルギー・水素製造

テーマ1:水の中から機能性酸化物・金属薄膜を創る

概要
Thermodynamic calculation of the solution chemical properties, and the CuO/Cu2O bilayer photocathode fabricated by the electrochemical process designed using thermodynamics

水溶液中での溶液化学反応を用いた低温製膜技術であるソフト溶液プロセスを用いて、半導体酸化亜鉛(ZnO)を直接形成することに世界で初めて成功するとともに、酸化鉄(マグネタイト・ヘマタイト )、酸化セリウム、亜酸化銅、酸化銅,酸化銀,などの強磁性体や半導体酸化物ならびにCuO/Cu2O積層体などのナノ構造体を作製してきた。また、高硬度Fe-Cマルテンサイト膜ならびにその合金膜の電気化学的形成にも成功している。ソフト溶液プロセスに関わる酸化-還元反応、酸-塩基反応、配位子交換反応を熱力学に立脚して計算し、溶液中化学種のpHなどとの関係、電位-pH図、溶解度曲線を描画することによって、反応機構についての理解を深化させるとともに、溶液化学プロセス設計に活用し、酸化物・金属層ならびにそのナノ構造体の形成によって有効性を実証してきた。新規ナノ構造化酸化物層の形成に向けた熱力学に立脚した溶液プロセス設計と実証に関する研究を展開している。

主な業績

伊﨑昌伸、他、日本金属学会誌, 57, 182(1993) : Ni-Al
M. Izaki, et al., Appl. Phys. Lett., 68,2439(1996).: ZnO
M. Izaki, et al., Met. Mater. Trans., A, 27A, 483(1996) : Fe-C
M. Izaki, Electrochem. Solid State Lett., 1, 215(1997).: In2O3
M. Izaki, et al., Advanced Materials, 13(2000), 142. : Fe3O4
M. Izaki, Electrodeposition of Iron and Iron Alloys, Modern Electroplating 4th edition(JOHN WILEY & SONS, 2000)
M. izaki, et al., J. Mater. Chem., 11, 1972(2001). : CeO2
M. Izaki, et al., J. Electrochemical. Soc., 152, C179(2005). : Cu2O
M. Izaki, Electrodeposition of Iron and Iron Alloys, Modern Electroplating 5th edition(JOHN WILEY & SONS, 2010)
M. Izaki, et al. J. Electrochemical. Soc., 158, D578(2011). : CuO
伊﨑昌伸、水溶液電気化学製膜法による酸化物半導体膜の形成と太陽電池への展開(技術情報協会、2014)
伊﨑昌伸、CERAMICS JAPAN, 51, 504(2016).
M. Izaki, J. Jpn Inst. Met. Mater., 84, 177(2020)
M. Izaki, et al., ACS OMEGA, 5, 683(2020). : CuO/Cu2O bilayers
T. Shinagawa, M. izaki, et al., ACS OMEGA, 6, 2312(2021)

キーワード

電気化学,熱力学、酸化物,半導体

テーマ2:原子や分子をきれいに列べる

概要
Room temperature ultraviolet-light emitting ZnO vertical nanowire, and growth steps formed on the <001>-C8-BTBT layer

材料の有する優れた電気的・光学的性質を引き出すために、酸化物半導体や有機半導体の規則配列の形成と精密制御のためのヘテロエピタキシャル成長技術の理解と適用を進めている。ZnO,Cu2O,CuO半導体の電気化学ヘテロエピタキシャル成長による室温紫外発光、移動度の向上、光電流密度増強などを実現し、ZnO直立ナノワイヤの高空間分解能シンチレータへの応用を展開している。また、有機半導体の優先方位制御から単結晶化に向けた分子層ヘテロエピタキシャル成長技術の確立に取り組むとともに、移動度の著しい向上などの単結晶化による高機能化に取り組んでいる。

主な業績

M. Izaki, et al., Advanced Materials, 15,2000(2003).
M. Kobayashi, M. Izaki, et al., Appl. Phys. Lett., 106, 081909(2015).
M. Izaki, et al., Phys. Status Solidi A, 214, 1600473(2017).
伊﨑昌伸、湖山貴之、他、構造体及び構造体の製造方法、特願2017-083466(2017).
A. M. Moh, M. Izaki, Phys. Status Solidi A, 215, 1700862(2018).

キーワード

規則化ナノ構造、ヘテロエピタキシャル成長、ZnO、シンチレータ

テーマ3:エネルギーと電子を操る

概要
CuO-Cu2O bilayer and nano composite fabricated by electrochemical reactions, and the photovoltaic performance

代表的再生可能エネルギー源である太陽光エネルギーの電力や水素への高効率変換の実現を目的として、レアメタルを含有しない酸化物半導体光電変換材料の高効率化科学の研究を推進している。特にCuOやCu2Oなどの銅酸化物の単層・積層体・ナノ構造体などのナノスケール構造制御を実現し、高効率化を達成するとともに、ナノ構造化の学理探究に取り組んでいる。すでに、太陽電池光電変換層や光電気化学水分解水素生成用光電極として適用し、p-Cu2O系全酸化物系太陽電池において世界級の変換効率を達成するとともに、積層体化・ナノ構造化による光電変換機能の向上を実証している。さらに、次世代二次エネルギーである水素を水と太陽光のみからなるCO2フリー水素製造システムに関する研究にも取り組んでいる。

主な業績

(Metal oxide photovoltaic devices)
M. Izaki, et al., J. Physics D, 40,3326(2007). (Top1% paper in Physics)
M. izaki, et al., ACS Appl. Mater. Interface, 6, 13461(2014).
M. Izaki, et al., Japanese patent, 2017-54917(2017).
M. Izaki, et al., ACS Appl. Ener. Mater., 2, 4833(2019).

(Organic photovoltaic devices)
M. Izaki, et al., ACS Appl. Mater. Interface, 5, 9386(2013).
M. Izaki, et al., RSC Advance, 4, 14956(2014).
M. Hiramoto, M. izaki, et al., ACS Appl. Ener. Mater., 2, 2087(2019).

(Other)
伊﨑昌伸、無機太陽電池、新エネルギー最前線(化学同人, 2006)
伊﨑昌伸、Cu2O系太陽電池、化合物薄膜太陽電池の最新技術(シーエムシー出版、2007)
伊﨑昌伸、CBD法によるバッファ層の形成技術、化合物薄膜太陽電池の最新技術II(シーエムシー出版、2014)
伊﨑昌伸、エネルギーデバイス、3, 52(2016).
伊﨑昌伸、銅酸化物系太陽電池、次世代の太陽電池・太陽光発電(技術情報協会、2018)

キーワード

太陽光エネルギー、太陽電池、水素生成

担当授業科目名(科目コード)

機械工学入門(B11530050),物理III(B1013007b),材料科学(B11620210),材料解析(B11622040),プロジェクト研究(B11510080),機械工学実験(B11610023), 薄膜材料学(M21622030),生産加工特論(D311030030),Science and technology of thin films(M41630080)

その他(受賞、学会役員等)

著書:
伊﨑昌伸、分担執筆、レアメタル便覧(丸善, 2011).
伊﨑昌伸、分担執筆、化学便覧基礎編改訂6版(丸善, 2020)


ページトップへ