2023 Fiscal Year Final Research Report
Modeling of crystal defect cores
| Project Area | New Materials Science on Nanoscale Structures and Functions of Crystal Defect Cores |
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| Project/Area Number |
19H05786
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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 | Nagoya University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉矢 真人 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (00399601)
中村 篤智 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (20419675)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Keywords | 転位 / 粒界 / 電子構造 / 第一原理計算 |
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| Outline of Final Research Achievements |
In recent years, dislocations have attracted much attention for their abilities to produce new functionalities based on unique atomic arrangements around them. However, the mechanisms of such functionalities had not yet been fully elucidated. In this study, the mechanisms by dislocations are investigated both experimentally and theoretically. First, we systematically investigated the dislocation-induced phenomena using first-principles calculations. By combining the obtained results with model experiments, it was found that the interaction with carriers has a significant effect on glide motions of dislocations. Theoretical analysis of the dislocation-induced changes in thermal conductivity revealed that thermal conductivity of materials may be controlled through microstructure of the dislocations.
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| Free Research Field |
ナノ材料科学
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究において、転位による材料機能発現のメカニズムを系統的に検討した結果、転位と光や熱、電子との相互作用について、これまでに無い、より体系的な理解が得られ、転位による機能発現メカニズムを説明することが可能となった。また、この研究成果に伴い、転位による従来にない発光特性の発現を発見した。これにより、転位を用いた材料開発が世界的にも注目される研究分野へと成長した。さらには、転位組織を作り込むことで材料の熱伝導性を制御する指針も得られた。このように、材料機能を悪くすると考えられていた転位を、逆転の発想で積極的に利用した材料機能の開発を現実にした点は本研究の大きな意義と言える。
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