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室温で光可逆な相転移を示す金属酸化物に関する研究

Research Project

Project/Area Number 11J09019
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Inorganic chemistry
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

箱江 史吉  東京大学, 大学院理学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2013: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords光誘起相転移 / 酸化チタン / 薄膜合成 / 光学定数 / ラムダ型五酸化三チタン / 光記録材料 / 金属酸化物
Research Abstract

当研究室では、室温で可逆的に光誘起の金属-半導体転移を示すラムダ型五酸化三チタン(λ-Ti_3O_5)を報告している。本研究では、このλ-Ti_3O_5の光記録材料としての有用性を検討することを目的として、光学特性の評価を行った。本年度の研究計画は、光学特性の評価に適した、光散乱の影響を抑えた薄膜を新たに合成し、透過スペクトルやエリプソメトリー測定によりλ-Ti_3O_5の光学定数を評価することとした。
昨年度までの研究で、TiO_2ゾルを石英ガラス基板上にスピンコートし、水素雰囲気下で焼成するという手法によってλ-Ti_3O_5の薄膜を合成出来ることがわかったが、紫外・可視領域での光散乱の影響が大きく光学特性の評価には不適であった。本年度は、コーティングに用いるTiO_2ゾルを検討することで、光散乱の影響を抑えた薄膜の合成条件の検討を行い、新たな薄膜を合成した。
新たに合成したλ-Ti_3O_5薄膜について、紫外・可視・近赤外領域の透過スペクトルと分光エリプソメーターによるエリプソメトリーデータの測定行い、λ-Ti_3O_5の光学特性を評価した。透過スペクトルは950nmをピークトップとするブロードな吸収と350nmよりも短波長側において強い吸収を示した。当研究室による既報の第一原理計算結果との比較によって、前者は、チタン3dの価電子帯から3d伝導帯への遷移、後者は酸素の2p価電子帯からチタン3d伝導帯への遷移に帰属されることが示唆された。
本研究で得られたλ-Ti_3O_5の薄膜合成と光学定数は、本材料を光記録材料へ展開する上で重要な知見である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度の研究計画であった、散乱の影響が小さい薄膜を新たに合成し、光学定数を評価することができたため、おおむね順調に進展していると評価した。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(3 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2014 2013 2012 2011

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (17 results)

  • [Journal Article] Sol-gel synthesis of nanosized λ-Ti_3O_5 crystals2014

    • Author(s)
      T. Nasu, H. Tokoro, K. Tanaka, F. Hakoe, A. Namai, S. Ohkoshi
    • Journal Title

      Materials Science and Engineering

      Volume: 54 Pages: 12008-12008

    • DOI

      10.1088/1757-899x/54/1/012008

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      所裕子、 箱江史吉、 梅田喜一、 永田利明、 田中研二、 奈須義総、 生井飛鳥、 橋本和仁、 大越慎一
    • Journal Title

      会報 光触媒

      Volume: 37 Pages: 70-73

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    • Author(s)
      Hiroko Tokoro, Fumiyoshi Hakoe, Yoshikazu Umeta, Toshiaki Nagata, Kenji Tanaka, Tomomichi Nasu, Asuka Namai, Shin-ichi Ohkoshi
    • Journal Title

      Proceeding of the 24th Symposium on Phase change optical information storage

      Pages: 9-12

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  • [Journal Article] Zero Thermal Expansion Fluid and Oriented Film Based on a Bistable Metal-Cyanide Polymer2012

    • Author(s)
      H.Tokoro, K.Nakagawa, K.Imoto, F.Hakoe, S.Ohkoshi
    • Journal Title

      Chemistry of Materials

      Volume: 24 Issue: 7 Pages: 1324-1330

    • DOI

      10.1021/cm203762k

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      第5回低温センター研究交流会
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      東京大学(東京都)
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      第5回低温センター研究交流会
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      2014-02-27
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      2013-03-28
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      2013-03-24
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      日本化学会第93春季年会
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      立命館大学(京都府)
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      2013-03-22
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      Fumivoshi Hakoe, Yoshikazu Umeta, Toshiaki Nagata, Kenji Tanaka, Tomomichi Nasu, Hiroko Tokoro, Shin-ichi Ohkoshi
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      The 24th Symposium on phase change oriented sciece
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      Toshiaki Nagata, Kenji Tanaka, Tomomichi Nasu, Fumiyoshi Hakoe, Asuka Namai, Hiroko Tokoro, Shin-ichi Ohkoshi
    • Organizer
      The 24th Symposium on phase change oriented sciece
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      ホテルウェルシーズ浜名湖(静岡県)
    • Year and Date
      2012-11-29
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] First-principles calculation of the band structure and electronic states of λ―T i 305 and β-Ti3052012

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      Kenji Tanaka, Toshiaki Nagata, Tomomichi Nasu, Fumiyoshi Hakoe, Asuka Namai, Hiroko Tokoro, Shin-ichi Ohkoshi
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      The 24th Symposium on phase change oriented sciece
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      ホテルウェルシーズ浜名湖(静岡県)
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      2012-11-29
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      Tomomichi Nasu, Kenji Tanaka, Fumiyoshi Hakoe, Asuka Namai, Hiroko Tokoro, Shin-ichi Ohkoshi
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      The 24th Symposium on phase change oriented sciece
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      ホテルウェルシーズ浜名湖(静岡県)
    • Year and Date
      2012-11-29
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      2012-10-17
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  • [Presentation] 室温光誘起金属-半導体相転移を示すラムダ型五酸化三チタンの光学物性の研究2012

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      2012-03-26
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      東京大学(東京都)
    • Year and Date
      2011-12-12
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      岡山理科大学(岡山県)
    • Year and Date
      2011-09-18
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      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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