2020 Fiscal Year Annual Research Report
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19H00835
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
徐 超男 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 総括研究主幹 (70235810)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
王 瑞平 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (00358392)
西堀 麻衣子 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (20462848)
鄭 旭光 佐賀大学, 理工学部, 教授 (40236063)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 応力発光 / マルチピエゾ / IOT / ロボティクス / 応力分布可視化 / 圧電 / センシング / 強誘電 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、昨年度で得られた最新成果と研究方針を踏まえ、LiNaNbO3（LNNO）多相境界におけるマルチピエゾ機構の究明と共に、Sr3Sn2O7などの材料系についての検討を進めた。
まずマルチピエゾ材料LNNO系では、種々の発光中心を添加した新たの材料系の合成、結晶構造と電子状態解析、機能評価を行った。その結果、多相境界付近で非化学量論比を制御することにより、LNNO：Prに加え、多数の発光中心を添加された系のマルチピエゾ機能向上に成功した。
次にSr3Sn2O7系において、添加される発光中心と合成プロセス精密制御により、新たな非対称性強誘電性の結晶構造、A21am結晶構造をもつSr3Sn2O7:Nd3+（SSN）物質を合成し，世界に先駆けて，マルチピエゾ機能を発現させることに成功した。極性を持つA21am構造のSSNは、微小なひずみレベルでも800-1500 nmの波長の強い近赤外応力発光し、マルチピエゾ材料内の内部電場によって増強される。このマルチピエゾ材料SSNは、超高感度近赤外応力発光体を実現でき、生体をも透過できる強い近赤外応力発光であることから，人工骨や生体内インプラントなどに加わる危険な応力集中を高速かつ広域に可視化することが可能であり，様々な材料および構造の安全評価への貢献が期待される。
研究成果については、特許出願と共に、学術論文（Advanced Materials, Advanced Functional Materials, Jounal of the Ceramic Society of Japan, etc.）,プレス発表などを行い注目されている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
電気炉や計測部品の更新には時間がかかったが、共同研究の協力により、新たなマルチピエゾ系を発見することに成功した。また、高インパクトの学術論文を発表と共に、新しい知的財産特許を出願し、プレス発表を行うことで、課題の進捗はおおむね順調に進展していると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究で新たな発見したLNNO系、SSN系のマルチピエゾ機構解明と共に、さらにマルチピエゾ系材料の拡張を行い、普遍な圧電性と発光性の相関を究明する。今後は、発見したマルチピエゾ系材料LNNO系とSSN系に加え、新たな材料系の合成と機能評価を進め、圧電性と発光性の相関を詳細に調べ、マルチピエゾ領域開拓することを目指す。
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