廃シリコンの再生

未来のクリーンエネルギーの一つに、太陽光発電があります。WBGU(ドイツ連邦政府地球気候変動諮問委員会)のエネルギービジョン2100によれば、エネルギー供給割合の3分1を太陽光発電(残りの3分の1を太陽熱発電)で賄うことを推奨しています。様々な素材の太陽光発電が研究されていますが、耐久性・信頼性・クラーク数の観点から、Si系太陽光発電は今後も利用され続けると予想されます。一方、SiインゴットからSiウエハーを作製する工程で50-60%のSiの切り屑(kerf loss; 廃シリコン)が排出されます。この廃シリコンには高純度シリコンが含まれていますが、不純物の完全除去が困難なため、特に有効利用されることなく廃棄されています。
　本研究室では、化学的手法(ブロモ化法)により廃シリコンからブロモシラン(SiH4-nBrn)としてシリコン成分を抽出します。この抽出したブロモシランの有効利用に関する研究を通して、社会に還元していきたいと思います。

機能性薄膜の作製

金属錯体は、中心金属や配位子を合成化学的に容易に変更することでき、その諸物性を好きなように変更できる可能性があります。境界(界面)にある金属錯体は、固体結晶や溶液中での長距離秩序における金属錯体の物性と比較すると、その秩序が破れているため異なった物性を発現することが知られています。
　Birnessite型MnO2は、MnO2層が積み重なったサンドイッチ構造(層状構造)をとっています。MnO2中のMnはIII価-IV価の混合原子価状態であり、Mn(III)に由来して負に帯電しています。この層状物質は、層間に正電荷の物質を取り込むことで電荷補償を行っていると考えられます。これまでに、様々な層間イオンを持ったMnO2が報告されています。また、多段階(Layer-by-Layer法など)による作製法が報告されています。
　本研究室では、電気化学的手法を用いて金属錯体を層間にもつMnO2薄膜をワンステップで作製することを見出しました。現在、様々な金属錯体を導入し、金属錯体の光・電気物性を付与した機能性MnO2薄膜の創製を行っています。