| Project Area | New Materials Science on Nanoscale Structures and Functions of Crystal Defect Cores |
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| Project/Area Number |
19H05788
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
Shibata Naoya 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (10376501)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 剛久 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20220478)
石川 亮 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任准教授 (20734156)
馮 斌 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任准教授 (20811889)
栃木 栄太 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (50709483)
関 岳人 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (90848558)
近藤 隼 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (00780777)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥210,210,000 (Direct Cost: ¥161,700,000、Indirect Cost: ¥48,510,000)
Fiscal Year 2023: ¥29,770,000 (Direct Cost: ¥22,900,000、Indirect Cost: ¥6,870,000)
Fiscal Year 2022: ¥40,430,000 (Direct Cost: ¥31,100,000、Indirect Cost: ¥9,330,000)
Fiscal Year 2021: ¥43,810,000 (Direct Cost: ¥33,700,000、Indirect Cost: ¥10,110,000)
Fiscal Year 2020: ¥57,330,000 (Direct Cost: ¥44,100,000、Indirect Cost: ¥13,230,000)
Fiscal Year 2019: ¥38,870,000 (Direct Cost: ¥29,900,000、Indirect Cost: ¥8,970,000)
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| Keywords | 原子分解能局所電磁場観察 / 機能コア電磁場 / 機能コア3次元原子構造 / 機能コア電子状態 / 機能コアその場観察 / 機能コア３次元原子構造 |
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| Outline of Research at the Start |
先進材料の諸特性は、材料内部に形成される種々の欠陥における量子場、すなわち「機能コア」に起因している。本研究では最先端の超高分解能電子顕微鏡を更に進化させ、局所量子場の直接観察手法を確立し、機能コアにおける構造と量子場の同時直接観察を目指す。これらの技術を様々な機能コアに応用し、本領域の理論解析班およびプロセス制御班と密接に連携する事で、機能コアにおける材料特性発現メカニズムの本質的解明と機能コアに基づく材料創製指針の構築を目指す。これらの研究を通じて機能コアに基づく新たな材料科学の学理構築を最終的な目標とする。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we studied the interface functional cores which are the origins of many material properties, and explored new methodologies for interface functional core characterizations. Specifically, we advanced the state-of-the-art atomic-resolution scanning transmission electron microscopy techniques for developing new methods for observing local electromagnetic fields, three-dimensional atomic structures and dynamics of interface functional cores. As a result, we succeeded in observing the local electromagnetic fields and the three-dimensional atomic structures of various interface functional cores, which help us to elucidate the correlation between material interface structures and their functions. Furthermore, through collaborative research with other research groups, we successfully established a new research field in materials science based on crystal defect functional cores.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では、界面機能コア局所電磁場の定量観察や3次元原子構造観察を可能にする新しい電子顕微鏡観察手法を開発した。その結果、異相界面や結晶粒界、さらには個々の原子における電磁場の定量観察を実現した。また、触媒粒子の3次元原子ダイナミクスの直接観察にも成功した。一連の成果は、電子顕微鏡技術の大幅な進化を促し、電子顕微鏡材料学の分野の発展に大きく貢献した。さらに、これらの新規観察手法を用いた領域内連携研究により多様な材料の機能コアの本質的な解明に成功した。これらの研究により、機能コアに基づく新たな材料科学分野の開拓を実現し、機能コアを利用した新規材料設計・創製への明確な道筋をつけることに成功した。
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