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伊﨑 昌伸(いざき まさのぶ)

所属 機械工学系
兼務 教育研究基盤センター
研究推進アドミニストレーションセンター
電気・電子情報工学系
職名 教授/学長補佐(研究戦略担当)/研究推進アドミニストレーションセンター(RAC)副センター長
専門分野 薄膜材料 / 固体電気化学
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 / 日本化学会 / 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ソフト溶液プロセスの設計,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,酸化物半導体の相関物性制御による新機能発現、勇気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:水の中から酸化物半導体を創る

概要
Electrodeposition of ZnO semiconductor and the surface morphology

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)、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を作成してきた。溶液化学プロセスを化学熱力学に立脚して理解を深化させると共に、平衡論的・速度論的な取り扱いにより酸化物形成プロセスの設計に活用し、その有効性を実証している。

代表的な論文
M. Izaki, et al., Appl. Phys. Lett., 68,2439(1996).
M. Izaki, et al., Cryst. Growth & Design, 11,5533(2011).
T. Shinagawa, M. Izaki, et al., J. Mater. Chem. C, 2(2014), 2908.
M. Izaki, et al., Progress in Photovoltaics: Rese. Appl., 24(2016), 397-404.

キーワード

電気化学,酸化物,半導体,ヘテロエピタキシャル成長

テーマ2:原子や分子をきれいに列べる

概要
Change n surface potential by light irradiation for ZnO:Cu-phthalocyanine bulk-heterojunction photovoltaic device. The phase image represents the distribution of both components.

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。

代表的な論文
M. Izaki, et al., Advanced Materials, 15,2000(2003).
M. Izaki, et al., J. Physical Chemistry, C, 116,15925(2012),
M. Izaki, et al., Cryst. Growth & Design, 13,52(2013)
M. Kobayashi, M. Izaki, et al., Appl. Phys. Lett., 106(2015), 081909.
M. Izaki, et al., Phys. Status Solidi A, 214(2017), 1600473.

キーワード

:太陽電池,酸化物,有機半導体,バルクヘテロジャンクション,ハイブリッド

テーマ3:エネルギーと電子を操る

概要
Photo-electroichemical construction of the Cu2O/ZnO heterostructure

次世代太陽電池として期待されている酸化物薄膜太陽電池、有機・無機ハイブリッド太陽電池、有機単結晶太陽電池などの光電変換機能の理解と高性能化の科学、ならびに形成技術の開発に取り組んでいる。ソフト溶液プロセスによって形成したp-Cu2Oとn-ZnOから構成される全酸化物系太陽電池を電気化学的に形成し,世界級の変換効率を達成するとともに、ナノ構造の導入や新規なインタースタック光電変換層の考案などによる高性能化に取り組んでいる。

代表的な論文
(酸化物太陽電池・酸化物EL素子)
M. Izaki, et al., J. Physics D, 40,3326(2007). (Top1% paper in Physics)
M. izaki, et al., ACS Appl. Mater. Interface, 6(2014), 13461.
M. Zamzuri, M. Izaki, et al., Thin Solid Films, 595, 136(2015).
伊﨑昌伸、他、光電変換層及び光電変換層の製造方法、特願2015-177515.
M. Izaki, et al., AIP Advance, 7(2017), 035004.

(有機太陽電池・ハイブリッド太陽電池・有機発光ダイオード)
M. izaki, et al., ACS Appl. Mater. Interface, 5(2013), 9386.
M. Izaki, et al., RSC Advance, 4(2014), 14956.
M. Hiramoto, M. izaki, et al., electronics, 3(2014), 351.
M. Izaki, et al., J. Appl. Phys., 120(2016), 185501.
C. Ohashi, M. Izaki, et al., Advanced Materials, 1605619, 2017.

キーワード

化学熱力学,電気化学,半導体光電極

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)

上記の研究の他,Cu(InGa)Se2(CIGS)系ならびにCuZnSeS2(CZTS)系太陽電池の高効率化,化学溶液析出(CBD)法による酸化物薄膜の形成と物性制御,生体適合ハイドロキシアパタイト系薄膜の化学的形成,などの研究を推進している。エネルギーの有効利用と環境保全を指向した材料形成プロセスの開発と新規な太陽電池の構築により,未来の地球とそこに生存する生命の存続に貢献することを目的としている。

(著書)
Modern Electroplating, 5th edition, A John Wiley &Sons, NewYork, 2010.
レアメタル便覧,丸善,2010


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