2017 Fiscal Year Annual Research Report
Frontier explorations in nanodopant analysis
| Project Area | Exploration of nanostructure-property relationships for materials innovation |
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| Project/Area Number |
25106003
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
柴田 直哉 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (10376501)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤平 哲也 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (00463878)
石川 亮 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (20734156)
栃木 栄太 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (50709483)
溝口 照康 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (70422334)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | 機能元素 / STEM / 界面、粒界、表面、転位 / その場観察 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は下記の研究テーマを重点的に進め、下記の成果を得た。
A 原子分解能STEM 法による解析精度の評価と応用：精密断面試料作製装置を用いて精密なSTEM試料を作製し、その試料を用いて原子レベルの電場観察を行った結果、ジルコニアセラミックス粒界を構成する原子カラム一個一個の電場を実空間で可視化することに成功した。この電場像は粒界偏析したイットリウム原子に敏感で有り、元素分布敏感な原子分解能像を得られる可能性を示した。B STEMその場観察法を用いた粒界・界面の力学的応答の評価： その場観察手法をサファイアに適応し、双晶形成過程をダイナミックに観察した。更に双晶界面を原子分解能観察することにより、双晶形成の素過程が局所原子移動と密接に関連することを示した。C 機能元素を利用した機能性ナノ構造の作製と物性評価：イットリア安定化ジルコニア粒界における酸素原子マッピングを系統的に行った。その結果、酸素空孔は粒界において減少する傾向にあることが明らかとなり、従来からのモデルである空間電荷層モデルを支持する結果が得られた。しかし、粒界コアにおける帯電現象の根源に関しては空間電荷層モデルとは異なり、局所構造に由来する帯電の可能性が示唆された。D情報学的手法を用いた界面構造探索：機械学習を中心とした情報学的手法を用いて粒界の安定原子構造を探索する粒界インフォマティクスを構築し、単純な金属から複雑な酸化物の粒界まで安定構造予測を高速化することに成功した。E 他班とのナノ構造連携研究：他班の学生、ポスドク、PIの短期滞在を通して、共同で実験および議論を進めた。また、定期的にPI同士が連絡を取り合うことで、連携研究が滞りなく円滑に進むよう務めた。このような活動を鋭意行うことで、ナノ構造と機能元素制御に関する学問基盤の構築と情報科学的手法を融合した新しい材料研究学問領域の開拓に成功した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(198 results)
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[Journal Article] Leakage current analysis in GaN-on-GaN p-n diode by conductive atomic force microscopy2018
Author(s)
S. Mizutani, T. Hamachi, S. Takeuchi, T. Tohei, T. Kachi, S. Sarayama, and A. Sakai
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Journal Title
Proceedings for The 21th SANKEN International The 16th SANKEN Nanotechnology Symposium, January 16 - 17, 2018, Osaka, Japan.
Volume: -
Pages: -
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[Journal Article] Electric field imaging of single atoms2017
Author(s)
Naoya Shibata, Takehito Seki, Gabriel Sanchez-Santolino, Scott D. Findlay, Yuji Kohno, Takao Matsumoto, Ryo Ishikawa, Yuichi Ikuhara
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 8
Pages: 15631
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Ferroelectric domains and phase evolution in (Fe:) KTa1-xNbxO3 crystals2017
Author(s)
H. Y. Zhao, K. Cai, Z. R. Fan, Z. D. Huang, Z. B. Ma, T. T. Jia, H. Kimura, Y. G. Yang, T. Matsumoto, T. S. Tohei, N. Shibata, Y. Ikuhara
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Journal Title
Applied Surface Science
Volume: 413
Pages: 1-6
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Possible absence of critical thickness and size effect in ultrathin perovskite ferroelectric films2017
Author(s)
Peng Gao, Zhangyuan Zhang, Mingqiang Li, Ryo Ishikawa, Bin Feng, Heng-jui Liu, Yen-Lin Huang, Naoya Shibata, Xiumei Ma, Shulin Chen, Jingmin Zhang, Kaihui Liu, En-Ge Wang, Dapeng Yu, Lei Liao, Ying-Hao Chu, Yuichi Ikuhara
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 8
Pages: 15549
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] True Vapor Liquid Solid Process Suppresses Unintentional Carrier Doping of Single Crystalline Metal Oxide Nanowires2017
Author(s)
Hiroshi Anzai, Masaru Suzuki, Kazuki Nagashima, Masaki Kanai, Zetao Zhu, Yong He, Mickael Boudot, Guozhu Zhang, Tsunaki Takahashi, Katsuichi Kanemoto, Takehito Seki, Naoya Shibata, Takeshi Yanagida
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Journal Title
Nano Letters
Volume: 17
Pages: 4698-4705
DOI
Peer Reviewed
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