ナロー/ゼロギャップ物質の技術動向(2021年6月調査)

発刊日
2021/10/15
体裁
B5 / 44頁
資料コード
R63201102
PDFサイズ
3.9MB
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調査資料詳細データ

調査概要
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本調査レポートは、定期刊行物 Yano E plus 2021年7月号 に掲載されたものです。

リサーチ内容

~高感度磁気センサーなどとして用いられるゼロギャップ物質のグラフェンは並外れた特性ゆえ多くの研究者を魅了~

1.ナロー/ゼロギャップ物質(NGM/ZGM)とは

1-1.ナローギャップ物質(NGM)
1-2.ゼロギャップ物質(ZGM)

2.NGMの用途

2-1.赤外線センサー
2-2.磁気センサー(ホール素子)
2-3.高速電子デバイス
2-4.熱電変換素子

3.ZGMの用途

3-1.OPV/OLED/ITO
3-2.トランジスター集積回路

4.NGM/ZGMの市場規模予測

【図・表1.NGM/ZGMのWW市場規模予測(金額:2020-2030年予測)】
【図・表2.NGM/ZGMのタイプ別WW市場規模予測(金額:2020-2030年予測)】

5.NGM/ZGMに関連する企業・研究機関の取組動向

5-1.学校法人 東邦大学
(1)高圧下における有機導体α-(BEDT-TTF)2I3の輸送特性
(2)多層状単結晶で世界初の2次元ゼロギャップ電気伝導体を実現
【図1.有機導体α-(BEDT-TTF)2I3の結晶構造】
【図2.高圧下におけるα-(BEDT-TTF)2I3のゼロギャップ構造
(ディラックコーン:左)とランダウ準位(右)】
(3)エネルギーロスのないグリーンな分子性電子デバイス開発に光
【図3.0.5 Kにおける電気抵抗Rxxとホール抵抗Rxyの磁場依存性】
【図4.PENデバイスのキャリア濃度分布とエネルギーダイアグラムの略図(挿入図)】
(4)質量ゼロ電子の量子相転移
5-2.国立大学法人 東北大学
【図5.(10,5)ナノチューブ、端は閉じている】
(2)共鳴ラマン分光
【図6. いろいろなナノカーボン物質のラマンスペクトル、上からグラフェン、グラファイト(HOPG)、 ナノチューブ、欠陥のあるグラフェン、ナノホーン、非晶質カーボン、RBMはナノチューブの直径が振動するモード】
(3)近接場ラマン分光を用いた試料の評価
(4)原子層(2次元)物質の共鳴ラマン分光
5-3.国立大学法人 東海国立大学機構 名古屋大学
(1)ナローギャップ半導体と熱電変換
【図7.抵抗率、熱伝導率、ゼーベック係数】
(2)アンチモン化鉄(FeSb2
【図8.フォノンドラッグ効果を示した模式図】
【図9.5種類のサイズ(断面積)の異なる結晶の写真(左)、ゼーベック係数・熱伝導率測定の結果(右)】
【図10.無次元性能指数のフォノン平均自由行程依存性】
(3)鉛・パラジウム酸化物(PbPdO2
【図11.PbPdO2の結晶構造】
【図12.PbPdO2にFeとLiをドープした場合、
Fe量およびLi量を変化させたときの磁気特性(左)および温度特性(右)の変化】
【図13. PbPdO2にFeとAgをドープした場合、
Fe量およびAg量を変化させたときの磁気特性の変化】
(4)カルシウム・ルテニウム酸化物(Ca2RuO4) 
【図14.Ca2RuO4の結晶構造】
【図15.Ca2RuO4のゼーベック係数の特性 (左)測定装置の模式図、(右)測定結果】
5-4.富士通株式会社/国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学
【図16.合成に成功した17-AGNRの模式図】
【図17.(a)グラフェンとGNR のエネルギー状態の模式図 (b)GNRの幅とバンドギャップの関係】
【図18.GNRのボトムアップ合成法】
【図19. Au(111)基板上の 17-AGNR の合成過程】
【図20.(a)17-AGNRのSTM像 (b)非接触AFM像】
5-5.国立研究開発法人物質・材料研究機構(NIMS)
【図21.FAST®材料の結晶構造(左)と電子状態密度(右)
右図の上段がp型半導体、下段がn型半導体としての電子状態を示す】
【図22. FAST®材料の熱電特性(電気出力因子)】
【図23.FAST®材料を用いたモジュールの発電性能】
【図24.FAST®材料とBi-Te材料の特性比較】
5-6.国立大学法人 北海道大学
【図25.スピン軌道相互作用の強度等、物質のパラメーターが変化することで伝導帯と価電子帯がバンド反転を起こし通常の絶縁体はトポロジカル絶縁体になる】
【図26.ワイル半金属の分類】
【図27. Type-IとType-IIワイル半金属の縦磁気伝導率、
実線は正の値、破線は負の値を示す】
【図28.磁場が電場と平行な場合と反平行な場合の
Type-IとType-IIワイル半金属におけるランダウ準位】

6.NGM/ZGMの将来展望

6-1.NGMの将来展望
6-2.ZGMの将来展望

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