【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.14】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24NM5112

利用課題名 / Title

放射冷却を利用した熱電素子の開発

利用した実施機関 / Support Institute

物質・材料研究機構 / NIMS

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

ダイシング/ Dicing,環境発電/ Energy Harvesting,熱電発電/ Thermoelctric Power Generation,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

石井 智

所属名 / Affiliation

物質・材料研究機構

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

Ilario Bisignano,Nicholaus Kevin Tanjaya S.

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

尾崎 康子,浦野 絵里

利用形態 / Support Type

（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）,機器利用/Equipment Utilization

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

NM-403：TEM試料自動作製FIB-SEM複合装置
NM-642：電子銃型蒸着装置 [MB-501010]
NM-220：紫外可視近赤外分光計（V-770）
NM-656：ダイシングソー [DAD3220]
NM-610：電子銃型蒸着装置 [RDEB-1206K]

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

放射冷却は屋外で受動的に冷やす方法として、近年注目されている。放射冷却は冷えることで周囲と温度差を生じる。この温度差を熱電素子に与えることで、熱源が無くても熱電発電することが可能で、環境発電とみなすことができる。 今年度は、前年度までの成果を発展させるため、透明熱電薄膜をフォトリソグラフィのプロセスで微細加工し、透明熱電薄膜から成るp-n接合を集積することに取り組んだ。

実験 / Experimental

n型の透明熱電薄膜としてITO、p型の透明熱電薄膜としてヨウ化銅を用いた。ITOの成膜はスパッタ装置で行い、成膜後に自前のRTAでアニールをおこなった。ヨウ化銅薄膜を作製するために、始めに銅薄膜を電子線蒸着装置(アールデック (R-DEC)社製、RDEB-1206K；NM-610)で製膜し、その後自前のチャンバーでヨウ化した。透明熱電薄膜から成るp-n接合を作製するため、成膜後、自前のレーザー描画装置によりパターニングし、ITOは塩酸によるウエットエッチング、ヨウ化銅は銅薄膜のリフトオフにより所望の形状に加工した。

結果と考察 / Results and Discussion

ITOのウエットエッチングは文献を参考に塩酸の濃度を変えたり、市販のITOエッチング液を試したりしたが、始めはどれもうまくいかなかった。実験を進める中で、当初用いていた多結晶のITO薄膜から、アモロファスに近いITO薄膜に変えたところ、ウエットエッチングがきれいにできるようになった。透明熱電薄膜から成るp-n接合については現在作製中で、作製でき次第熱電特性を評価する予定である。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図1　ウエットエッチング後のITO膜膜。

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件