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所属 |
工学教育研究部 環境・エネルギー工学研究センター担当 |
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職名 |
准教授 |
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外部リンク |
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学歴 【 表示 ／ 非表示 】
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宮崎大学 農学工学総合研究科 物質・情報工学専攻
2011年4月 - 2014年3月
国名：日本国
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宮崎大学 工学研究科 電気電子工学専攻
2009年4月 - 2011年3月
国名：日本国
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宮崎大学 工学部 電気電子工学科
2005年4月 - 2009年3月
国名：日本国
学外略歴 【 表示 ／ 非表示 】
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東京工業大学フロンティア材料科学研究所 共同研究員
2017年4月 - 現在
国名：日本国
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九州大学応用力学研究所 共同研究員
2017年4月 - 現在
国名：日本国
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京都大学 日本学術振興会特別研究員PD
2017年4月 - 2018年10月
国名：日本国
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University of Utah 日本学術振興会海外特別研究員
2015年4月 - 2017年3月
国名：アメリカ合衆国
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京都大学 日本学術振興会特別研究員PD
2014年4月 - 2015年3月
国名：日本国
論文 【 表示 ／ 非表示 】
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Higashi T., Nishiyama H., Pihosh Y., Wakishima K., Kawase Y., Sasaki Y., Nagaoka A., Yoshino K., Takanabe K., Domen K.
Physical chemistry chemical physics : PCCP 25 ( 30 ) 20737 - 20748 2023年8月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Physical chemistry chemical physics : PCCP
The self-conductivity of tantalum nitride (Ta3N5) thin film-based semitransparent photoanodes was found to promote the current originating from the photoelectrochemical oxygen evolution reaction (PEC OER) without a conducting substrate. With surface modification by the NiFeOx-electrocatalyst, an optimized Ta3N5 thin film fabricated directly on a transparent insulating quartz substrate generated a photocurrent density of ∼5.9 ± 0.1 mA cm-2 at 1.23 V vs. the reversible hydrogen electrode under simulated AM 1.5G solar illumination. The correlation between the PEC OER performance of NiFeOx-modified Ta3N5 photoanodes and the electrical properties of Ta3N5 thin films was investigated based on the Hall effect measurements. By changing the nitridation conditions, these properties can be tuned so that the higher the Hall mobility (0.2 to 1.7 cm2 V-1 s-1) and the lower the carrier concentration (1020 to 1019 cm-3). The surface chemical states of Ta3N5 thin films were investigated using X-ray photoelectron spectroscopy as a means of evaluating surface oxygen impurities and nitrogen vacancies, which may correlate with the PEC OER performance and the electrical properties of the material.
DOI： 10.1039/d3cp02563b
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Araki K., Ota Y., Nagaoka A., Nishioka K.
Energies 16 ( 11 ) 4414 2023年6月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Energies
Building-integrated photovoltaics (BIPVs) and vehicle-integrated photovoltaics (VIPVs) receive solar irradiance through non-uniform shading objects. Standard scalar calculations cannot accurately determine the solar irradiance of BIPV and VIPV systems. This study proposes a matrix model using an aperture matrix to accurately calculate the horizontal and vertical planes affected by non-uniform shading objects. This can be extended to the solar irradiance on a VIPV by applying a local coordinate system. The 3D model is validated by a simultaneous measurement of five orientations (roof and four sides, front, left, tail, and right) of solar irradiance on a car body. An accumulated logistic function can approximate the shading probability. Furthermore, the combined use of the 3D solar irradiance model is effective in assessing the energy performance of solar electric vehicles in various zones, including buildings, residential areas, and open spaces. Unlike standard solar energy systems, the energy yield of a VIPV is affected by the shading environment. This, in turn, is affected mainly by the location of vehicle travel or parking in the city rather than by the climate zones of the city.
DOI： 10.3390/en16114414
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Direct Observation of Group-V Dopant Substitutional Defects in CdTe Single Crystals 査読あり 国際共著
Nagaoka A., Kimura K., Ang A.K.R., Takabayashi Y., Yoshino K., Sun Q., Dou B., Wei S.H., Hayashi K., Nishioka K.
Journal of the American Chemical Society 145 ( 16 ) 9191 - 9197 2023年4月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Journal of the American Chemical Society
Point defect chemistry strongly affects the fundamental properties of materials and has a decisive impact on device performance. The Group-V dopant is prominent acceptor species with high hole concentration in CdTe; however, its local atomic structure is still not clear owing to difficulties in definitive measurements and discrepancies between experimental observations and theoretical models. Herein, we report on direct observation of the local structure for the As dopant in CdTe single crystals by the X-ray fluorescence holography (XFH) technique, which is a powerful tool to visualize three-dimensional atomic configurations around a specific element. The XFH result shows the As substituting on both Cd (AsCd) and Te (AsTe) sites. Although AsTe has been well known as a shallow acceptor, AsCd has not attracted much attention and been discussed so far. Our results provide new insights into point defects by expanding the experimental XFH study in combination with theoretical first-principles studies in II-VI semiconductors.
DOI： 10.1021/jacs.3c01248
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Controlling the conduction type in a thermoelectric material (Cu1-xAgx)2ZnSnS4 査読あり
Okamoto K., Nagaoka A., Nagatomo K., Yoshino K., Ota Y., Nishioka K.
Journal of Physics and Chemistry of Solids 171 111016 pp1 - 111016 pp5 2022年12月
担当区分：責任著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Journal of Physics and Chemistry of Solids
Quaternary kesterite p-type Cu2ZnSnS4 (CZTS) has the potential to be used as an environmentally friendly thermoelectric (TE) material. Conversion of p-n conduction is required for the realization of a CZTS-based TE device. Herein, we studied the growth of a polycrystalline (Cu1-xAgx)2ZnSnS4 (CAZTS) and its fundamental TE properties. An n-type CAZTS (x = 0.4) with a negative Seebeck coefficient (60–70 μV/K) can be obtained without secondary phases. The electrical conductivity decreased with increasing Ag content owing to defect compensation. The conduction mechanism of the polycrystalline CAZTS can be demonstrated through hopping conduction, thermal activation, and a potential barrier at the grain boundary.
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Characterization of Cu-Bi-S Powders Synthesized by Polyol Method 査読あり
Shirahata Y., Nagaoka A., Araki H., Kawakubo T.
Materials Transactions 63 ( 10 ) 1496 - 1500 2022年9月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Materials Transactions
Cu-Bi-S powders were synthesized by a polyol method at 180°C and a speed of 600 rpm for 70 min. X-ray diffraction patterns of the Cu-Bi-S powders showed that single-phase Cu3BiS3 was obtained at a thiourea concentration of 197 mmol·L-1. Microstructural analysis of the CuB-S powders revealed that the sizes of the Cu-Bi-S particles with single-phase Cu3BiS3 were 200-400 nm and their composition was Cu-poor, Bi-rich, and slightly S-poor. From the optical measurement by an ultraviolet-visible-near infrared spectroscopy, the optical bandgap of the CuB-S powder with single-phase Cu3BiS3 was estimated to be 1.24 eV. Based on the obtained results, the influences of thiourea concentration on synthesis of Cu3BiS3 were discussed.
書籍等出版物 【 表示 ／ 非表示 】
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国立大学で工学を学ぼう vol. 2
永岡 章（ 担当： 分担執筆 , 範囲: 身近な温度差を電気に換える「熱電変換」材料）
株式会社フロムページ 2022年1月
記述言語：日本語 著書種別：学術書
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Copper Zinc Tin Sulfide-Based Thin Film Solar Cells
Akira Nagaoka and Kenji Yoshino（ 担当： 共著 , 範囲: Chapter 6 Growth of CZTS single crystals）
Wiley 2015年
担当ページ：133-148 記述言語：日本語 著書種別：学術書
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電子機器・部品における故障・発火原因解析と対策技術
永岡章, 吉野賢二（ 担当： 共著）
技術情報協会 2014年
担当ページ：587-591 記述言語：日本語 著書種別：学術書
MISC 【 表示 ／ 非表示 】
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廃熱を有効活用する環境調和型熱電変換デバイスの開発 招待あり
永岡 章
月刊機能材料 ( 3月号 ) 2023年3月
担当区分：筆頭著者 記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）
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研究室紹介 宮崎大学工学部 環境・エネルギー工学研究センター 招待あり
永岡 章
日本熱電学会誌 19 ( 2 ) 82 - 83 2022年12月
担当区分：筆頭著者 記述言語：日本語 掲載種別：機関テクニカルレポート，技術報告書，プレプリント等 出版者・発行元：日本熱電学会
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無次元性能指数ZT=1.6を示す環境調和型Cu2ZnSnS4単結晶 招待あり
永岡 章
日本熱電学会誌 18 ( 3 ) 142 2022年4月
担当区分：筆頭著者 記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌） 出版者・発行元：日本熱電学会
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自動車廃熱の有効活用へ向けた環境調和型熱電変換材料の開発 招待あり
永岡 章
月刊車載テクノロジー ( 12月号 ) 61 - 65 2021年12月
担当区分：筆頭著者 記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）
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永岡 章
応用物理 89 ( 11 ) 661 - 665 2020年11月
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）
テルル化カドミウム（CdTe）は，太陽電池材料として20%以上の変換効率と，低コスト化，大面積化，軽量・フレキシブル化の強みをもち，米国を中心に実用化されている．1950年代から研究開発されている材料であるが2010年代になって太陽電池性能を飛躍的に向上させる技術としてCd-rich組成下でのgroup‐Vドーピングが発見された．我々は，高品質なCd-rich CdTe単結晶成長を確立し，これをワークピースとしながらgroup‐Vドーピング制御にアプローチしている．本稿では，これらの技術に起因する点欠陥を中心とした基礎研究と，実際に太陽電池に導入した際の性能向上に関する最新の成果，そして今後の展望を紹介する．
講演・口頭発表等 【 表示 ／ 非表示 】
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ケステライト化合物Cu2ZnSnS4を用いた環境調和型熱電デバイスの開発
永岡 章，長友 克馬，岡本 晃一，吉野 賢二，西岡 賢祐
第70回応用物理学会春季学術講演会 2023年3月16日
開催年月日： 2023年3月15日 - 2023年3月18日
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
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蛍光X線ホログラフィーによるII-VI族化合物半導体の欠陥化学の再構築
永岡 章
令和4年度第29回コニカミノルタ画像科学奨励賞授与式 2023年3月1日
開催年月日： 2023年3月1日
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（招待・特別）
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カーボンニュートラル達成に向けた熱エネルギー研究
永岡 章
経済同友会地域共創ワーキンググループ 2023年1月16日
開催年月日： 2023年1月16日 - 2023年1月17日
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（招待・特別）
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デバイス化を目的としたCu2ZnSnS4の伝導型制御と伝導メカニズムの変化
岡本 晃一, 永岡 章, 長友 克馬, 吉野 賢二, 西岡 賢祐
2022年度多元系化合物・太陽電池研究会 年末講演会 2022年12月16日
開催年月日： 2022年12月16日 - 2022年12月17日
記述言語：日本語 会議種別：ポスター発表
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Bi2Te3結晶の熱電特性における組成依存
平井 優一, 永岡 章, 岡本 晃一, 長友 克馬, 吉野 賢二, 西岡 賢祐
2022年度多元系化合物・太陽電池研究会 年末講演会 2022年12月16日
開催年月日： 2022年12月16日 - 2022年12月17日
記述言語：日本語 会議種別：ポスター発表
受賞 【 表示 ／ 非表示 】
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令和４年度 コニカミノルタ画像科学奨励賞
2023年3月 公益財団法人コニカミノルタ科学技術振興財団 蛍光X線ホログラフィーによるII-VI族化合物半導体の欠陥化学の再構築
永岡 章
受賞区分：出版社・新聞社・財団等の賞 受賞国：日本国
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第13回半導体材料・デバイスフォーラム ポスター発表奨励賞
2022年10月 半導体デバイスフォーラム実行委員会
岡本 晃一，永岡 章，重枝 祐輔，吉野 賢二，西岡 賢祐
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：日本国
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第13回半導体材料・デバイスフォーラム 口頭発表奨励賞
2022年10月 半導体デバイスフォーラム実行委員会
長友 克馬，永岡 章，岡本 晃一，西岡 賢祐
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：日本国
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2021年講演奨励賞
2021年12月 多元系化合物・太陽電池研究会 高い熱電性能指数ZTを示すカルコパイライト 化合物ZnSnSb2
重枝 佑輔, 永岡 章, 吉野 賢二, 西岡 賢祐
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞
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第12回半導体材料・デバイスフォーラム 口頭発表奨励賞
2021年12月 半導体デバイスフォーラム実行委員会
岡本 晃一，永岡 章，重枝 佑輔，吉野 賢二，西岡 賢祐
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：日本国
科研費（文科省・学振・厚労省）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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IoT用独立型電源のための環境調和型多元系熱電材料の無次元性能指数向上
研究課題/領域番号：20K15221 2020年04月 - 2024年03月
独立行政法人日本学術振興会 科学研究費補助金 若手研究
担当区分：研究代表者
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高品質ケステライト化合物バルク単結晶を用いた高効率太陽電池デバイスの創製
2017年04月 - 2020年03月
科学研究費補助金 特別研究員奨励費
担当区分：研究代表者
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高効率太陽電池のためのケステライト化合物単結晶成長と電気特性を中心とした物性評価
2015年04月 - 2017年03月
科学研究費補助金 特別研究員奨励費
担当区分：研究代表者
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高効率太陽電池のための新規多元系材料の単結晶成長と基礎物性の解析
2013年04月 - 2015年03月
科学研究費補助金 特別研究員奨励費
担当区分：研究代表者
その他競争的資金獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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Zero Energy Buildingへの応用に向けた高効率熱電変換材料の開発
2022年10月 - 2024年03月
一般社団法人 九州自然エネルギー推進機構 一般社団法人九州自然エネルギー推進機構2022年度第5回研究助成金
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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熱電性能指数の向上にむけた機能性粒界の設計
2022年10月 - 2023年10月
公益財団法人泉科学技術振興財団 公益財団法人泉科学技術振興財団 2022年度研究助成
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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製鉄廃熱の有効利用に向けた熱輻射電池の開発
2019年04月 - 2020年03月
民間財団等 公益財団法人JFE21世紀財団大学研究助成
担当区分：研究分担者 資金種別：競争的資金
京都大学野野瀬准教授と製鉄時に放出される赤外線を吸収する熱輻射電池の開発を行った。
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多元系化合物半導体の単結晶成長と基礎物性の解析
2012年04月 - 2013年03月
民間財団等 日本科学協会笹川財団 研究助成
資金種別：競争的資金
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カルコパイライト型化合物半導体および次世代多元系材料の単結晶育成と 格子欠陥に関する研究
2011年04月 - 2013年03月
民間財団等 東電記念財団 奨学金
資金種別：競争的資金
共同研究実施実績 【 表示 ／ 非表示 】
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有機金属合成用合金の探索
2019年04月 - 2022年04月
東ソー・ファインケム株式会社 国内共同研究
担当区分：研究代表者 共同研究区分：国内共同研究
東ソー・ファインケム株式会社と有機合成用金属合金に関する共同研究を継続中。
寄附金・講座・研究部門 【 表示 ／ 非表示 】
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令和４年度 コニカミノルタ画像科学奨励賞
寄附者名称：公益財団法人コニカミノルタ科学技術振興財団 2023年03月
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高柳健次郎研究奨励賞
寄附者名称：高柳健次郎健次郎財団 2021年04月
その他研究活動 【 表示 ／ 非表示 】
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東京工業大学フロンティア材料研究所共同研究員
2020年04月 - 現在
東京工業大学フロンティア材料研究所の共同研究員として、東京工業大学安井助教と熱電材料に関する共同開発を継続中。
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九州大学応用力学研究所共同研究員
2019年04月 - 現在
九州大学応用力学研究所共同研究員九州大学柿本教授と熱電材料に関する共同開発を継続中。
研究・技術シーズ 【 表示 ／ 非表示 】
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環境調和した高効率熱電変換材料の開発
機能性化合物単結晶成長
ZEB応用に向けたスマートエネルギー利用技術相談に応じられる関連分野：バルク単結晶成長に関する内容、熱電変換材料に関する内容、太陽光発電技術に関する内容、ZEB利用に関する内容、機能性材料の物性測定に関する内容
メッセージ：材料開発、特に熱電変換材料と太陽光発電材料に関する評価装置が揃っています。その他気軽にご連絡ください。