大気中でも安定的に取り扱える2層シリセンの合成に成功…自動運転車の制御系向け

自動車 ビジネス 企業動向
シリセンのモデル(黄:シリコン、青:ダングリングボンド)
シリセンのモデル(黄:シリコン、青:ダングリングボンド) 全 2 枚 拡大写真

科学技術振興機構と豊田中央研究所は、大気中で安定的に取り扱うことができる二層シリセンの合成に成功したと発表した。

【画像全2枚】

JST戦略的創造研究推進事業で、豊田中央研究所の中野秀之主席研究員らのグループは、シリコン(Si)が蜂巣格子状に組んで形成した1枚の原子シートである、シリセンから二層構造のシリセンを合成することに成功、化学的安定性の高いナノシリコン材料であることを明らかにした。

炭素の原子シートであるグラフェンは、速い電子移動度を持つため、超高速電子デバイスへの応用が期待されている。半導体デバイス構築に必要なエネルギーバンドギャップを持たないため、応用は限定的。

一方で、炭素と同族元素であるシリコンを用いたシリセンは、高速の電子移動度とエネルギーバンドギャップを併せ持つため、グラフェンを越える新材料として研究されている。しかし、シリセンは大気中で酸化分解することが、応用展開の課題で、大気中でも取り扱うことのできるシリセンの合成技術を開発することが求められていた。

研究グループは、シリセンの層間化合物CaSi2のカルシウム(Ca)層のみを選択的にフッ素化し、同時にシリコン層の自発的な再構成を誘導、新規な二層構造を得ることに成功した。得られた構造は、化学的不安定性の原因となるダングリングボンド密度がシリセンの25%まで低減、大気中でも安定に取り扱うことが可能であることを確認した。

今回の研究により得られた二層シリセンは、ダングリングボンドの密度を制御する材料設計指針を示す初めての例となる。また、グラフェンでは開いていないエネルギーバンドギャップが二層シリセンでは1.08eVであることが光吸収測定より確認された。

今後、高速電子デバイスや電極材料へ応用展開し、自動運転車両の制御系や電池材料としての実用化が見込まれる。

今回の研究成果は2月5日(英国時間)に英国科学誌「Nature Communications」のオンライン速報版で公開された。

《レスポンス編集部》

【注目の記事】[PR]

ピックアップ

レスポンス公式TikTok

教えて!はじめてEV

アクセスランキング

  1. 日産『プリメーラ』、EVで約20年ぶりに復活…フィリピンモーターショー2026
  2. スズキ、『ジムニー シエラ GOZEL』初公開へ…6月14日「ジムニーサンライト2026」
  3. ホンダ『シビック』など3万6000台以上をリコール…走行中にエンジン停止のおそれ
  4. ピックアップトラックの荷台に、積載型キャンピングキャビン「INFINITY 01」発表…Moon Star Export
  5. トヨタ『ランドクルーザー』など、計6車種4万3300台をリコール…メーターが正しく起動しない
ランキングをもっと見る

ブックマークランキング

  1. ホンダ「2026ビジネスアップデート」…次世代HV15車種投入、2029年度営業利益1兆4000億円
  2. ルノーのスポーツEV「5 Turbo 3E」、エクセディのインホイールモーター搭載…555馬力
  3. NISMO、豪州に初の海外パフォーマンスセンター設立へ…『スカイラインGT-R』のレストア事業も強化
  4. スマホで空気圧をチェック、簡単取り付けのキャップ式空気圧センサーが発売
  5. BYD、Huawei、Xpengが示す中国自動車産業の次なるステージとは…匠新[インタビュー]
ランキングをもっと見る