樋口研究室

About关于研究室

電子・イオンの学理に基づくナノイオニクスデバイス

樋口研究室は、酸化物のナノ構造膜を使った新しい材料の開発と、そのデバイスへの応用を研究しています。
電気を流さない酸化物に価数の異なる元素をドープ（添加）すると、半導体のような電子の振る舞いとイオン伝導性が現れます。
こうした物質を扱うナノイオニクスという分野で、燃料電池、脳型メモリー素子、全固体リチウムイオン電池、スイッチング素子の研究を軸にしています。
卒業研究では、葛飾キャンパスの研究室で酸化物半導体薄膜とデバイス構造を作り、さまざまな伝導体の基礎物性からデバイスとしての特性までを調べます。

Research研究课题

酸化物半導体をナノ構造化・多層化すると、電子やホールの伝導に加えて、イオン伝導性を大きく高められます。この挙動を電子構造のレベルで解き明かし、金属と半導体の界面で生じるショットキー障壁を意図的に制御して、デバイスへの応用につなげる研究を進めています。

※示意图

固体酸化物燃料電池のデバイス化↗

中高温域（300〜700℃）で作動する固体酸化物燃料電池の実現を目指し、電解質と電極の接合界面で起こる電極反応の仕組みを調べています。酸素欠陥・キャリアー・結晶構造を制御し、安定した発電のための条件を最適化します。

※示意图

人間の脳を模倣する脳型メモリー素子↗

電子とイオンの両方を通す酸化物イオン伝導体薄膜を白金で挟んだ素子を作り、パルス電圧や時間間隔を変えた信号を入力します。電流の応答から、人間の脳の長期記憶・短期記憶・忘却などの特性を実現する研究です。

※示意图

全固体リチウムイオン電池の高性能化↗

充放電特性を改善するため、固体どうしの界面を定量的に評価する方法の確立に取り組んでいます。さまざまなリチウムイオン伝導体を積層し、より高い性能を目指しています。

※示意图

全固体のスイッチング素子↗

酸化物イオン伝導体を電解質膜に使った、全固体の酸化還元素子と電気二重層トランジスタを作製しています。抵抗スイッチング素子や物理リザバーへの応用を目的とした研究です。

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