2021 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 東北大学, 国際放射光イノベーション・スマート研究センター, 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、これまでの結果を踏まえ、開発したマルチピエゾ体LiNaNbO3: Pr3+の機構究明では、密度汎関数理論（DFT）計算により、LiNbO3へのNa+イオンのドーピングがヘテロ構造の形成により、トラップ構造と圧電特性を結び付けることで、従来の事前照射処理なしで高度に繰り返し可能なML性能を実現したという増強モデルを提案できた。
また、ナノ構造制御で合成したマルチピエゾ体LiNaNbO3（LNNO）では、応力記録(mechanical recording, MR)機能を示すことを突き止めた。新規発見したMRはいつでも光で過去の荷重印加情報や応力履歴を記録、読出ことができる特性を有している。これまでの応力発光体はリアルタイムでのみ力学情報を計測できるが、MR機能を持つ応力発光体はリアルタイム計測に加え、過去の荷重印加情報も応力分布の履歴を取出ことができる。MR機能は、応力印加前後の光照射後の光読み出し画像（残光画像）により定量評価できた。
マルチピエゾ体LNNOに荷重を加えると、動的な応力分布に比例した発光画像を示すだけでなく、荷重を除荷した後、応力発光は消失するが、LED照射してその残光画像を観測することで応力履歴の記録を読み出すことができる。荷重試験前後のMR写真を比較すると、応力分布の履歴に比例した記録画像になっていることを判明した。これまでの応力発光体では応力履歴の前後では残光の差異がなく、残光による応力履歴の記録を読み出すことができなかった。本研究ではLNNOマルチピエゾ体において、LED照射後の残光を観測するのみで、応力履歴を定量的に記録・読み出すことができることが分かった。
さらに、得られた設計指針を基に、新規のマルチピエゾ体材料系ZnO：Ndの開拓に成功した。
研究成果は、特許出願、学術論文、学会発表に加え、日本セラミックス協会学術写真特別賞の表彰を受けた。
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| Research Progress Status |
令和3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 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(16 results)
