はじめよう固体の科学

電池、磁石、半導体など固体にまつわる話をします

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光物性

光のエネルギーの単位の変換方法 【メモ】

光は電磁波の一種であり、周波数に応じてエネルギーが決まります.周波数は波長や波数とも相関関係があるため、光のエネルギーを波長を用いて表すこともあります.

人工光合成による水分解

人工光合成のターゲットには二酸化炭素の分解だけでなく、光のエネルギーを転用して人類にとって有用な物質を合成する反応も含まれます.例えば、光エネルギーによる水の分解もその一つです.

チタン酸ストロンチウム (SrTiO3): 酸化物における万能の天才

SrTiO3は、誘電体からはじまり、超伝導体、熱電材料、触媒、イオン伝導体、半導体、発光材料分野で姿を見かけ、他の物質を形成するための基板としても抜群の有用性を誇ります.

非線形光学材料:物質を使って光の波長を操る

光と物質の相互作用には直線的(一次関数的)なものだけでなく、二次関数的、三次関数的な高次のものが含まれることが知られていました.高次の効果を利用することで波長の異なる光を取り出すことができます.

太陽電池以外でのハライドペロブスカイトの活躍

ペロブスカイトは抜群の光特性を示します.さらに、作製が容易なペロブスカイトの特徴と相まって、様々な応用先が見つかることは必然でした.

量子ドット:粒子を小さくすると起こる嬉しいこと

ナノ結晶が特異な光学的性質を示す要因は粒子サイズの減少による量子サイズ効果であるとされ、このような物理学的性質に着目した時のナノ粒子を量子ドットと呼びます.

青色発光ダイオード:青色を発することの意義とは

太陽光、炎、白熱電球、蛍光灯を人類は光源として活用してきましたが、ここに発光ダイオード(LED)が新しい光源として加わりました.発光ダイオード自体は20世紀前半に発明されたものですが、当時のLEDは赤色や黄色の光しか発する事ができません.白色光を…

発光ダイオード(LED):人類の到達した第四の光源

第四の明かりである「発光ダイオード(LED)」が普及したのは最近になってからのような印象ですが、その歴史は意外に古く、20世紀前半にはLEDの元型が発明されています.LEDは寿命が長く、低消費電力で、耐衝撃性に優れ、大量生産に適しているという多彩なメ…

ペロブスカイト太陽電池:新世代の太陽電池は何が画期的なのか

ペロブスカイト太陽電池は2010年代から研究が活発化している、全く新しいタイプの太陽電池です.低温・塗布で作成可能にも関わらず変換効率が高く、新時代の太陽電池と目されています.世界中で基礎・応用問わず研究の一大ムーブメントが起きており、連日数…

色素増感太陽電池:化学と物理をつなぐ湿式太陽電池

シリコン太陽電池に代わる太陽電池を目指して、開発研究が進められています.色素増感型太陽電池は、シリコン太陽電池とは大きく異なる発電メカニズムに基づきます.化学反応を利用し、安価・簡便な製造が可能ですが、安定性や発電効率にはまだ課題が残され…

太陽光のエネルギーとスペクトル

化石燃料からの脱却が必要とされる現代では、事実上無尽蔵の太陽光は非常に魅力的なエネルギー源であり、太陽光の数%のエネルギーでも有効に活用できれば、化石燃料の心配のいらない世界が実現するかもしれません.我々の世界には太陽光発電をはじめとして…

太陽電池:太陽による発電の仕組みと歩み

現代文明で、最も太陽エネルギーを生かした装置といえば太陽電池です.有害な排出物なしに、置いておくだけで発電が可能な太陽電池は持続可能なエネルギー供給源としての注目がますます高まっています.現代に至るまで太陽電池の性能は改善され続け、変換効…

光触媒:太陽光を用いて化学反応を起こす夢のクリーン材料

光触媒は、豊富な太陽エネルギーを活用して化学反応を起こすことが可能な材料です.光のエネルギーを反応に転用することで、普通の触媒では不可能な化学反応を実現するポテンシャルを秘めています.