【研究分野】構造・機能材料

【研究領域課題番号】15H04145 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ドメインウォール / 強誘電体 / 双結晶 / ひずみ / 電気伝導 / 表面・界面物性 / 格子欠陥 / 極性界面 / 電気伝導特性 / 電子顕微鏡

【研究成果の概要】

強誘電体ドメインウォール等の極性界面では絶縁体であるにも関わらず局所的な電気伝導性が発現することが知られている．従来の研究報告では，分極構造の制御が困難であることから，極性界面の構造と物性の相関性に不明な点が多かった．そこで本研究では，双結晶法を用いて人工的に構造と構造的チャージを制御した極性界面を作製し，構造的チャージが界面物性に及ぼす影響を系統的に調査した．その結果，界面の構造チャージが負となる界面であっても電子をキャリアとする電気伝導が可能となることが分かった．また，電気伝導性には構造チャージだけでなく，点欠陥の生成や機械的ひずみなどが複合的に作用していることが明らかとなった．

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)

【研究分野】構造・機能材料

【研究領域課題番号】24686077 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

マルテンサイト変態 / 形状記憶合金 / 疲労損傷 / ドメイン組織 / 電子顕微鏡 / 格子欠陥 / 自己調整組織 / ドメイン構造 / 双晶 / ひずみ適合条件 / 欠陥構造 / 結晶学

【研究成果の概要】

インプラントやエネルギー回収に利用可能な超長寿命な形状記憶・超弾性合金を実現するために，研究代表者が発見した，疲労の黒幕であるねじれ欠陥の，種別発生頻度と組織形態との関係を明らかにし，ねじれ制御による超長寿命形状記憶合金の設計が可能かチタン基形状記憶合金において研究した．その結果，ドメイン結合面でのねじれが組織形態と欠陥構造を決定する支配因子であり，格子定数の制御（合金組成の調整）によって，ねじれを制御できることが明らかとなった．これらの成果によりドメイン制御による超長寿命化は，実用合金であるニチノール合金をベースにして実現可能であることが示され，制御方法の具体的指針も明らかになった．

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】25,610千円 (直接経費: 19,700千円、間接経費: 5,910千円)

【研究分野】応用物性・結晶工学

【研究領域課題番号】22560012 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

発光デバイス / 量子ドット / 信頼性 / 劣化 / 結晶成長 / 格子欠陥 / 転位 / 電子顕微鏡 / 長寿命化

【研究成果の概要】

発光デバイスの究極の寿命を決定する遅い劣化のメカニズムを解明するために、次世代発光デバイス用の新材料および量子ドット構造に外部から光照射を行い、劣化の度合いを評価した。その結果、新材料のGaInNAsでは、顕著な劣化が見られたが、InGaN,AlInGaAsでは、殆ど劣化が見られなかった。また、InP/InAs量子ドット/InP構造では、比較的強い光励起下でも殆ど劣化は見られなかった。今後、実デバイスに近い構造でも評価する必要がある。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2010 - 2012

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】原子力学

【研究領域課題番号】21560868 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

照射損傷 / 格子欠陥 / 電子顕微鏡 / 転位ループ / ステンレス鋼 / 原子力エネルギー / 透過電子顕微鏡 / その場観察 / 計算機シミュレーション / 計起シミュレーション

【研究成果の概要】

超高圧電子顕微鏡を用いた電子照射下その場観察法と分子静力学・動力学法に基づく計算機シミュレーションを相補的に組み合わせて, 実用合金中の格子間原子集合体の一次元(1D)運動のメカニズムを研究した. 室温の電子照射下で観察される1D運動は, 溶質原子分布のミキシングにより誘起されていることを明らかにした. また高温では侵入型元素が格子間原子集合体に偏析することにより, 1D運動が著しく抑制されることを示した.

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)

【研究分野】無機材料・物性

【研究領域課題番号】20760449 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

結晶界面 / ノンストイキオメトリー / 欠陥 / 電子顕微鏡 / 第一原理計算 / 原子.電子構造 / セラミックス / 表面・界面物性 / 格子欠陥

【研究成果の概要】

結晶界面の原子構造は結晶内部と異なるため,単結晶にはない新機能を発現させることが可能である.そのような結晶界面に起因した機能は,界面における局所的な非化学量論(ノンストイキオメトリー)を起源としていることが多い.本研究ではナノ計測と理論計算を融合し,結晶界面におけるノンストイキオメトリーを調べた.その結果,結晶界面におけるサイト毎のノンストイキオメトリー欠陥形成挙動を明らかにした.さらに,ノンストイキオメトリーの形成には,結晶界面における化学結合と格子歪みが重要な役割を果たしていることを突き止めた.本研究結果により結晶界面におけるノンストイキオメトリー制御のための指針が明らかになり,結晶界面ノンストイキオメトリー制御による材料設計の可能性が拓かれたと考えている.

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2008 - 2009

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)