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Crystal chemistry and novel properties of nitrogen-rich transition metal nitride single crystals

Research Project

Project/Area Number 16H02388
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Physical properties of metals/Metal-base materials
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

Hasegawa Masashi  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20218457)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 曽田 一雄  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70154705)
亀卦川 卓美  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (70195220)
白子 雄一  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (20736748)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥43,810,000 (Direct Cost: ¥33,700,000、Indirect Cost: ¥10,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2018: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2017: ¥27,040,000 (Direct Cost: ¥20,800,000、Indirect Cost: ¥6,240,000)
Fiscal Year 2016: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Keywords単結晶 / 良質単結晶
Outline of Final Research Achievements

We have carried out detailed investigations in order to make outstanding progress of material science of nitrogen-rich transition-metal nitrides and related materials such as metal phosphides and metal oxynitrides and so on. Two kinds of techniques for ultra-high pressure crystal growth and synthesis have been developed depending on pressure ranges. Then, we have succeeded in preparing their single crystalline samples and high-quality polycrystalline ones. As a result, we have performed various measurement experiments using these samples, and thus obtained reliable data and settled scientific results. Finally, we have clarified their phase stability, crystal chemistry, electronic structure and various physical properties by both experimental and theoretical ways. In addition, we have also provided a guidepost for functional materials engineering of these nitrides and related materials by various chemical modifications.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

世界で初めて80GPa程度までの超高圧領域での遷移金属多窒化物の良質単結晶育成と単結晶大型化を可能とした.これらの技術開発は,遷移金属多窒化物のみならず様々な物質の超高圧高温下における結晶成長のブレークスルーとなり,超高圧物質科学と結晶成長学の進展に大きく貢献した.また,遷移金属多窒化物という新しい物質群の学術基盤が構築され,結晶化学や物性物理学といった基礎学問の発展に寄与した.これを基に,本物質群の新しい応用や新しいセラミックス材料の開発に貢献した.さらに,遷移金属多窒化物の基盤上の薄膜化に世界で初めて成功するとともに電気特性を実験で明らかにし,デバイス材料としての応用の可能性を示した.

Report

(5 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (391 results)

All 2020 2019 2018 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (12 results) Journal Article (153 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Peer Reviewed: 126 results,  Open Access: 3 results) Presentation (222 results) (of which Int'l Joint Research: 43 results,  Invited: 23 results) Remarks (4 results)

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      Volume: 18 Issue: 0 Pages: 152-158

    • DOI

      10.1380/ejssnt.2020.152

    • NAID

      130007834720

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    • DOI

      10.11470/oubutsu.89.2_87

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      130007796089

    • ISSN
      0369-8009, 2188-2290
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  • [Presentation] High-pressure synthesis and crystal structure of MoC-type WNx2019

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      Takuya Sasaki, Takahide Ikoma, Kazuki Sago, Zheng Liu, Ken Niwa, Tetsu Ohsuna, Masashi Hasegawa
    • Organizer
      MATERIALS RESEARCH MEETING 2019 (MRM2019)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High Pressure Synthesis and Compression Behavior of Hexagonal CrN22019

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      Ken NIWA, Takuro Yamamoto, Takuya Sasaki and Masashi Hasegawa
    • Organizer
      Materials Research Meeting 2019
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Novel Metal Nitrides Synthesized under High Pressures: Compression Behaviors, Crystal Chemistry and Electronic States2019

    • Author(s)
      Masashi Hasegawa, Ken Niwa, Takuya Sasaki, Nico A. Gaida, Zheng Liu, Kazuo Soda, Tetsu Ohsuna, Takumi Kikegawa
    • Organizer
      Materials Research Meeting 2019
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 遷移金属多窒化物TN2の窒素K吸収端軟X線分光2019

    • Author(s)
      曽田一雄,茨木俊貴,加藤政彦,丹羽健,長谷川正,仲武昌史
    • Organizer
      第32回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
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  • [Presentation] 高圧合成SnNxの電子構造2019

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      前口景祐,布川徳之,堀田勇人,加藤政彦,曽田一雄,稲垣智哉,丹羽健,長谷川正,池本夕佳,入澤明典
    • Organizer
      第32回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
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  • [Presentation] 高圧合成NbP2およびNiN2の電子構造2019

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      川田拓也,加藤大貴,加藤政彦,曽田一雄,西堂園啓太,寺部俊紀,丹羽健,長谷川正,池本夕佳
    • Organizer
      第32回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
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  • [Presentation] NbおよびW窒化物のN K吸収スペクトル2019

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      川田拓哉,加藤政彦,曽田一雄,丹羽健,長谷川正,高倉将一,仲武昌史
    • Organizer
      第8回名古屋大学シンクロトロン光研究センターシンポジウム
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  • [Presentation] M-BaTaO2NのNおよびO K吸収スペクトル2019

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      茨木俊貴,加藤政彦,曽田一雄,Khujamberdiev Mirabbos,丹羽健,長谷川正,高倉将一,仲武昌史
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      第8回名古屋大学シンクロトロン光研究センターシンポジウム
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  • [Presentation] 遷移金属多窒化物TN2の窒素K吸収端スペクトル測定2019

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      曽田一雄, 前口景祐, 川田拓也, 茨木俊貴, 加藤政彦, 丹羽健, 長谷川正, 高倉将一, 仲武昌史
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      第8回名古屋大学シンクロトロン光研究センターシンポジウム
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  • [Presentation] 遷移金属多窒化物TN2のN 1s軟X線吸収スペクトル2019

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      曽田一雄,前口景祐,川田拓也,茨木俊貴,加藤政彦,丹羽 健,長谷川 正,高倉将一,仲武昌史
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      日本物理学会第74回年次大会
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  • [Presentation] 塩化アンモニウムを用いた層状ニオブ窒化物の高温高圧単結晶育成2019

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      生駒 鷹秀,佐々木 拓也,丹羽 健,川田 拓也,曽田 一雄,長谷川 正
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      日本セラミックス協会2019年年会
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  • [Presentation] 新規充填スクッテルダイト化合物ZrCo4Sb12の高温高圧合成2019

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      市川 将成,佐々木 拓也,丹羽 健,長谷川 正
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      日本セラミックス協会2019年年会
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  • [Presentation] High Pressure Syntheses and Properties of Novel Binary and Ternary Transition-Metal Nitrides.2018

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      Masashi Hasegawa, Niwa Ken, Soda Kazuo, Kikegawa Takumi
    • Organizer
      9th International Workshop on Spinel Nitrides and Related Materials
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] High pressure synthesis, crystal structure and compression behaviour of novel early transition- metal nitrides2018

    • Author(s)
      Masashi Hasegawa, Niwa Ken, Soda Kazuo, Kikegawa Takumi
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      International Conference on PROCESSING & MANUFACTURING OF ADVANCED MATERIALS Processing, Fabrication, Properties, Applications 2018
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  • [Presentation] Novel Metal Nitrides in High Pressures, Synthesis, Crystal Chemistry, Electronic Structure and Properties2018

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      Masashi Hasegawa, Ken Niwa, Kazuo Soda
    • Organizer
      9th Asian Conference on High Pressure Research
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Molecular Route Syntheses of Inorganic C-N Compounds in Ultra-high Pressure and Temperature2018

    • Author(s)
      MASAShI HASEGAWA, Ken NiWa, TosHiFUMi FUKai, UKi Jin
    • Organizer
      14th International Ceramics Congress
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] N K-edge X-ray Absorption Spectra of Transition-Metal Pernitrides Synthesized under Extremely High Pressures2018

    • Author(s)
      Kazuo Soda, Masahiko Kato, Ken Niwa, Masashi Hasegawa, Masashi Nakatake
    • Organizer
      International Workshop on Tends in Advanced Spectroscopy in Materials Science
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 遷移金属多窒化物TN2の高圧下赤外分光2018

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      曽田一雄,駒淵 舞,前口景祐,加藤政彦,寺部俊紀,丹羽 健,長谷川 正,池本夕佳,岡本英一
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
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  • [Presentation] 超高圧力環境での様々な化学反応を利用した新物質・新結晶の創製2018

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      長谷川 正,丹羽 健, 曽田 一雄,佐々木 拓也,亀卦川 卓美
    • Organizer
      東北大学金属材料研究所 共同利用ワークショップ 放射光物質構造科学の新展開:高圧物質科学と地球惑星科学
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  • [Presentation] 新規な前期遷移金属窒化物の超高圧単結晶育成と力学特性2018

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      佐々木拓也,生駒鷹秀,佐合一樹,劉崢,丹 羽健,大砂哲,長谷川正
    • Organizer
      第47回結晶成長国内会議
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  • [Presentation] ピストンシリンダー型高圧発生装置を用いた高圧高温単結晶育成2018

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      長谷川 正・廣澤 優樹・野崎 達海・丹羽 健・ KHUJAMBERDIEV Mirabbos ・ 佐々木 拓也
    • Organizer
      日本高圧力学会第59回高圧討論会
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  • [Presentation] Ultra-high pressure synthesis of main group element nitrides.2018

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      Niwa Ken, Masashi Hasegawa
    • Organizer
      9th International Workshop on Spinel Nitrides and Related Materials
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 新規アルミン酸バリウム蛍光体の超高圧力合成と発光特性2018

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      佐々木 拓也,丹羽 健,長谷川 正
    • Organizer
      日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム
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  • [Presentation] 塩化アンモニウムを用いたタングステン窒化物の超高圧力合成と結晶構造2018

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      佐々木 拓也,生駒 鷹秀,佐合 一樹,劉 崢,丹羽 健,大砂 哲,長谷川 正
    • Organizer
      日本金属学会 2018年秋期(第163回)講演大会予稿集
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  • [Presentation] 新規アルミン酸塩M2Al6O11(M = Sr, Ba)蛍光体の高圧力合成と発光特性2018

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      佐々木 拓也,丹羽 健,長谷川 正
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      日本高圧力学会第59回高圧討論会
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  • [Presentation] アンモニウム塩を用いた6族遷移金属窒化物の超高圧力合成2018

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      佐々木 拓也,佐合 一樹,劉 崢,丹羽 健,大砂 哲,長谷川 正
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      日本セラミックス協会2019年年会
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  • [Presentation] Sn窒化物ポストスピネル相の超高圧高温合成と結晶化学2018

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      稲垣智哉,丹羽健,劉崢,佐々木拓也,大砂哲,長谷川正
    • Organizer
      日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム
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      稲垣智哉,丹羽健,佐々木拓也,大砂哲,劉崢,長谷川正
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      日本高圧力学会第59回高圧討論会
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      野村 俊介,丹羽 健,佐々木 拓也,長谷川 正
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      日本高圧力学会第59回高圧討論会
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      第3回固体化学フォーラム研究会
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      松尾 拓・丹羽 健・佐々木 拓也・長谷川 正
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      日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム
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      位田 昌鴻,佐々木 拓也,丹羽 健,長谷川 正
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      日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム
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  • [Presentation] 塩化アンモニウムを用いた前期遷移金属窒化物の高温高圧結晶成長2018

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      生駒 鷹秀,佐合 一樹,佐々木 拓也,劉 崢,丹羽 健,大砂 哲,長谷川 正
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      日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム
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      森唯人,Hojamberdiev Mirabbos,丹羽健,長谷川正
    • Organizer
      日本セラミックス協会 2018年年会
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    • Author(s)
      森 唯人,HOJAMBERDIEV Mirabbos,佐々木 拓也,丹羽 健,長谷川 正
    • Organizer
      日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム
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  • [Presentation] High pressure synthesis and characterization of new group-14 (elements) pernitrides2018

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      Ken NIWA, Hirokazu OGASAWARA, Tomoya INAGAKI, Masashi HASEGAWA
    • Organizer
      International Conference on Processing & Manufacturing of Advanced Materials 2018
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  • [Presentation] Ultra-high Pressure Synthesis of New Nitrides2018

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      Ken NIWA, Masashi HASEGAWA
    • Organizer
      14th International Ceramics Congress
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  • [Presentation] New group-14 element pernitrides synthesized at high pressure and temperature2018

    • Author(s)
      Ken NIWA , Hirokazu OGASAWARA , Tomoya Inagaki , Masashi HASEGAWA
    • Organizer
      APS March Meeting 2018
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  • [Presentation] High pressure crystal chemistry and compression behaviors of novel early transition-metal nitrides2018

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      Masashi Hasegawa, Ken NIWA, Takurou Yamamoto, Kazuo Soda
    • Organizer
      APS March Meeting 2018
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      丹羽 健,西堂園 啓太,佐々木 拓也,長谷川 正
    • Organizer
      日本金属学会 2018年秋季講演(第163回)大会
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      丹羽 健,高山 新,劉 崢,大砂 哲,佐々木 拓也,長谷川 正
    • Organizer
      日本高圧力学会第59回高圧討論会
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      丹羽 健,長谷川 正
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      東北大学金属材料研究所 共同利用ワークショップ 放射光物質構造科学の新展開:高圧物質科学と地球惑星科学
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    • Organizer
      第3回固体化学フォーラム研究会
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      日本セラミックス協会2018年年会
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      Mirabbos Hojamberdiev, Zukhra C. Kadirova, Masashi Hasegawa
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      6th International Conference on Nanomaterials and Materials Engineering
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      Mirabbos Hojamberdiev, Ehsan Zahedi, Zukhra C. Kadirova, Masashi Hasegawa, Sara Aldabe Bilmes
    • Organizer
      7th International Conference on Nanostructures
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      K. Soda, D. Kato, D. Kobayashi, M. Komabuchi, T. Terabe, M. Kato, Y. Shirako, K. Niwa, M. Hasegawa, H. Kojitani, M. Akaogi, E. Ikenaga
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      K. Soda, S. Sugiura, K. Yamaguchi, M. Kato, K. Niwa, M. Hasegawa, K. Suzuki, R. Ishigami, and E. Ikenaga
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      11th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices ‘17
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      関山明,今田真,曽田一雄
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      第58回高圧討論会
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      Mirabbos Hojamberdiev, Kenta Kawashima, Masashi Hasegawa, Kazunari Domen, Katsuya Teshima
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Published: 2016-04-21   Modified: 2022-10-07  

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