| Project Area | Hypermaterials: Inovation of materials scinece in hyper space |
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| Project/Area Number |
19H05819
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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 | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
綿貫 徹 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光量子科学研究所, 副所長 (30343932)
松浦 直人 一般財団法人総合科学研究機構, 中性子科学センター, 主任研究員 (30376652)
門馬 綱一 独立行政法人国立科学博物館, 地学研究部, 研究主幹 (30552781)
松下 能孝 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 技術開発・共用部門, ユニットリーダー (70422441)
藤田 伸尚 東北大学, 多元物質科学研究所, 講師 (70431468)
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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 |
¥172,380,000 (Direct Cost: ¥132,600,000、Indirect Cost: ¥39,780,000)
Fiscal Year 2023: ¥13,390,000 (Direct Cost: ¥10,300,000、Indirect Cost: ¥3,090,000)
Fiscal Year 2022: ¥13,390,000 (Direct Cost: ¥10,300,000、Indirect Cost: ¥3,090,000)
Fiscal Year 2021: ¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2020: ¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000)
Fiscal Year 2019: ¥109,850,000 (Direct Cost: ¥84,500,000、Indirect Cost: ¥25,350,000)
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| Keywords | 準結晶 / 近似結晶 / 静的構造 / 動的構造 / 構造可視化 / 相形成 / 相安定性 / 補空間 / 高次元結晶 / 結晶成長 / バーグマンクラスター / 高次元結晶構造解析 |
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| Outline of Research at the Start |
ハイパーマテリアルとは、準結晶や近似結晶など、補空間を含む高次元空間で統一的に記述される物質群をさす。高次元と高対称で特徴づけられるハイパーマテリアルの構造的側面に焦点をあて、その原子スケールからマクロスケールまでの静的・動的構造を組織的に解明する。実験室系X線回折による静的構造解析に加えて、複雑な構造モデルの可視化、ハイパーマテリアルの構造的特徴を抽出するためのトポロジー探索、放射光・中性子大型施設の最先端計測法を駆使した、相転移、散漫散乱、フォノン・補空間ダイナミクスの観測により、ハイパーマテリアルの詳細な構造的知見を得ることで「補空間が創る新物質科学」の構築という目標達成に寄与する。
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| Outline of Final Research Achievements |
We have studied the static and dynamic structures, phase formation and phase stability of hypermaterials, and elucidated the complementary space structure of icosahedral Bergman-type quasicrystals and various Tsai and Mackay-type approximants, whose structures were previously unknown, as well as the unique dynamic structural features of hypermaterials. The complex structure of approximant crystals has also been successfully captured. In addition, we have developed software to visualize the structure of hypermaterials.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
未知構造であったBergman型Zn-Mg-Tm正20面体準結晶の補空間構造を明らかにしたことにより，ハイパーマテリアル研究のBergman型準結晶・近似結晶への今後の展開が期待される．また，本計画研究により高次元物質特有の動的構造の特徴を捉えることに成功したことは学術的に意義深い．ハイパーマテリアルの補空間構造と原子的構造の可視化により，新たな物質観の基礎を習得することが容易となり，補空間物質科学の今後の発展の契機となることが期待される．
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