Synthesis of functionalized materials by the modification of nano-dopant

2009 Fiscal Year Self-evaluation Report

• Project Area: Nano Materials Science for Atomic Scale Modification
• Project/Area Number: 19053008
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: National Institute for Materials Science
• Principal Investigator: TANIGUCHI Takashi National Institute for Materials Science, ナノスケール物質萌芽ラボ, グループリーダー (80354413)
• Project Period (FY): 2007 – 2011
• Keywords: 機能性セラミックス / 超塑性 / 粒界構造制御 / 超硬質材料

Research Abstract

多様な材料合成プロセス(高圧焼結・結晶成長、固―液相焼結、気相合成、イオン打ち込み法)における先端的な材料創製技術を駆使し、機能附活元素のドーピング制御による多機能材料創製を以下の3テーマにより展開する。
(1) 機能附活元素の高圧下ドーピング制御によるワイドギャップ窒化物の特性発現
広範な圧力・温度条件下で高純度窒化物単結晶、焼結体等の合成、機能附活元素のドーピング制御を行い、優れた光学的・機械的特性を有する物質・材料を創製する。
(2) 機能附活元素設計による多機能酸化物の創製
代表的ファインセラミックスであるAl_2O_3、ZrO_2、Y_2O_3、MgO等から構成される酸化物多結晶体の粒界・界面における物質移動、粒界移動、粒界すべりに対して特異的な機能を果たすナノ機能元素をドーピング設計することにより、基本特性としての室温高強度あるいは高温塑性に、優れた光学、熱物性、あるいは高温耐食性を併せ持つ新たな機能性材料を創製する。
(3) 機能附活元素がもたらす非平衡性とその緩和による酸化物機能の発現
機能附活元素の熱的・動的特性、および、ナノサイズ領域での構造変調効果についての知見をもとに、これを有用な素子・材料に応用するため、これまでに得られてきた素過程を複合的に利用するプロセスを検討し、光・電子機能素子への応用をはかる。

Research Products

• [Journal Article] Synthesis of Cubic Boron Nitride Crystals Using Ni-Cr and Ni-Cr-Al Solvents under High Pressure (2009)
  • Author(s): Y. Kubota, T. Taniguchi
  • Journal Title: Jpn J. Appl. Phys. 48 Pages: 71004
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ionic conductivity of tetragonal ZrO2 polycrystal doped with TiO2 and GeO2 (2009)
  • Author(s): H. Yoshida、K. Morita、B-N. Kim、K. Hiraga
  • Journal Title: Journal of the European Ceramics Society 29 Pages: 411-418
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Formation of compensated defects in zinc magnesium oxides assignable from diffusion coefficients and hard x-ray photoemission (2009)
  • Author(s): T. Ohsawa, I. Sakaguchi, N. Ohashi, H. Haneda, H. Ryoken, K. Matsumoto, S. Hishita, Y. Adachi, S. Ueda, H. Yoshikawa, K. Kobayashi
  • Journal Title: Applied Physics Letters 94 Pages: 042104-1～042104-3
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 高速超塑性セラミックスのナノ材料科学 (2010)
  • Author(s): 平賀啓二郎、吉田英弘、森田孝治、金炳男
  • Organizer: 日本金属学会2010年春期講演大会
  • Place of Presentation: 筑波大学
  • Year and Date: 2010-03-28
• [Presentation] Hard-X-ray Photoelectron Spectroscopy on Zinc Oxide and its Related Alloys (2009)
  • Author(s): N. Ohashi, Y. Adachi, I. Sakaguchi, K. Matsumoto, S. Ueda, H. Yoshikawa, Y. Yamashita, K. Kobayashi, H. Haneda
  • Organizer: MRS 2009 Fall Meeting
  • Place of Presentation: Boston, MA, USA.
  • Year and Date: 2009-12-01
• [Presentation] 超高圧力下におけるIII族窒化物単結晶・焼結体の合成～高純度化と不純物添加による機能発現 (2008)
  • Author(s): 谷口尚
  • Organizer: 日本金属学会2008年秋季(第143回)大会
  • Place of Presentation: 熊本大学
  • Year and Date: 2008-09-25
• [Book] 超の技術 (2009)
  • Author(s): 平賀啓二郎、金炳男、森田孝治、吉田英弘、目義雄
  • Total Pages: 9
  • Publisher: 無機マテリアル学会
• [Patent(Industrial Property Rights)] 六方晶窒化ホウ素単結晶およびそれを用いた紫外線発光素子 (2009)
  • Inventor(s): 渡邊賢司, 谷口尚
  • Industrial Property Rights Holder: 岸輝雄
  • Industrial Property Number: 特願2009-064552
  • Filing Date: 2009-03-17