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Properties of thin films after applying ultrahigh pressure

Research Project

Project/Area Number 20K21077
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 26:Materials engineering and related fields
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

Hitosugi Taro  東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (90372416)

Project Period (FY) 2020-07-30 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywords酸化物 / 薄膜 / 超高圧 / 超高圧合成 / エピタキシャル成長 / 構造相転移 / 高圧相 / エピタキシャル安定化 / 酸化チタン / 光触媒 / 川井型マルチアンビル装置
Outline of Research at the Start

これまで相反すると思われていた「真空環境下で行う薄膜技術」と「10 GPa以上の超高圧技術」を組み合わせ、新物質合成する。それにより、超高圧下でのみ安定な物質を大気圧下に取り出し、新材料研究を切り拓く。

Outline of Final Research Achievements

We aimed to synthesize new materials by combining "thin-film technology under vacuum" and "ultrahigh-pressure technology above 10 GPa," thereby opening the way for new materials research. These two techniques had been thought to be contradictory. Our challenge was to stabilize materials that are stable only under ultrahigh pressure, even at the ambient pressure.
In this research, we worked on the following three items.(1) Develop technology to apply ultrahigh pressure to large thin films of the order of mm without damaging them. (2) Crystal growth of high-pressure phase α-AlO(OH) by the surface topotactic reaction on substrate single crystals. (3) Obtaining perovskite-type CaSiO3 under atmospheric pressure.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は新物質合成において、圧力という観点から両極端な技術、すなわち、薄膜合成と超高圧技術を組み合わせる点で非常に独創的である。本手法が確立すれば、様々な新物質を合成することが可能となる。本研究は「新合成技術」の観点からも、「新物質」の観点からも挑戦的研究として大きな意義を持つ。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2021 2020 Other

All Journal Article (1 results) (of which Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] 金属水素化物エピタキシャル薄膜の合成と電子物性2021

    • Author(s)
      笹原 悠輝, 清水 亮太, 一杉 太郎
    • Journal Title

      セラミックス

      Volume: 56 Pages: 76-79

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Open Access
  • [Presentation] Fabrication of High-Pressure-Phase α-PbO2-type TiO2 Epitaxial Thin Films by Pressure-Induced Phase Transition2021

    • Author(s)
      Yuki Sasahara, Koki Kanatani, Hiroaki Asoma, Kazunori Nishio, Ryota Shimizu,Norimasa Nishiyama, and Taro Hitosugi
    • Organizer
      The Twelfth International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 大気圧下不安定な高圧相ペロブスカイト型CaSiO3のエピタキシャル安定化による大気圧下回収2021

    • Author(s)
      笹原 悠輝, 清水 亮太, 西山 宣正, 東 正樹, 一杉 太郎
    • Organizer
      第5回固体化学フォーラム研究会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] H-伝導性酸水素化物La2LiHO3のエピタキシャル薄膜合成2021

    • Author(s)
      笹原 悠輝, 廣瀬 隆, 松井 直喜, 柿木園 拓矢, 鈴木 耕太, 平山 雅章, 中山 亮, 西尾 和記, 菅野 了次, 清水 亮太, 小林 玄器, 一杉 太郎
    • Organizer
      第8回ハイドロジェノミクス若手育成スクール
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] エピタキシャル安定化による高圧相ペロブスカイト型CaSiO3の大気圧下回収2021

    • Author(s)
      笹原 悠輝
    • Organizer
      第82回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] エピタキシャル安定化を活用したCaSiO3ペロブスカイトの大気圧下回収の検討2021

    • Author(s)
      笹原 悠輝, 清水 亮太, 西山 宣正, 東 正樹, 一杉 太郎
    • Organizer
      第62回高圧討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 高圧相α-PbO2型TiO2エピタキシャル薄膜の高圧合成2021

    • Author(s)
      笹原 悠輝, 金谷 航葵, 遊馬 博明, 西尾 和記, 清水 亮太, 西山 宣正, 一杉 太郎
    • Organizer
      強的秩序とその操作に関わる第12回講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 水素含有化合物のエピタキシャル薄膜合成手法の開発2020

    • Author(s)
      笹原 悠輝, 廣瀬 隆, 松井 直喜, 金谷 航葵, 柿木園 拓矢, 鈴木 耕太, 平山 雅章, 中山 亮, 西尾 和記, 菅野 了次, 清水 亮太, 西山 宣正, 小林 玄器, 一杉 太郎
    • Organizer
      第46回 固体イオニクス討論会
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  • [Remarks] 一杉・清水研究室ホームページ

    • URL

      https://solid-state-chemistry.jp

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      2021 Annual Research Report
  • [Remarks] 東京工業大学 物質理工学院 一杉・清水研究室

    • URL

      http://www.apc.titech.ac.jp/~thitosugi/index.html

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Remarks] Tokyo Institute of Technology Hitosugi-Shimizu Lab

    • URL

      http://www.apc.titech.ac.jp/~thitosugi/english/index.html

    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-08-03   Modified: 2023-01-30  

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