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2021 Fiscal Year Annual Research Report

希土類酸水素化物薄膜のフォトクロミック特性を活用した光照射電気磁気スイッチング

Research Project

Project/Area Number 19H02596
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

清水 亮太  東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (70611953)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 関場 大一郎  筑波大学, 数理物質系, 講師 (20396807)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords薄膜物性 / 複合アニオン化合物 / 光物性 / 電子物性 / 電気化学
Outline of Annual Research Achievements

最終年度はイットリウム水素化物の光誘起金属化の機構解明と電気化学的な室温かつ高速な再絶縁化に主に取り組んだ。
これまでUVレーザーにより、絶縁体から金属化させ、Ar雰囲気下での120oC・2時間の加熱で再絶縁化に成功していた。この試料に対して、EXAFS測定により、Y周囲の配位環境解析をスパースモデリングも含めて行った。その結果、YはFCC構造、Oはその4面体サイトのみを占有することを見出した。この構造モデルから、過剰Hの八面体サイトの寄与を理論計算とともに説明し、論文化した。
また、酸素発生反応を試す中で、その電位よりも低い(酸素発生反応が理論上起こらない領域)にて、速やかに薄膜が絶縁化する現象を見出した。これまで120oC・2時間の加熱が必要だったものが、室温・~秒で可能となった。現在、組成・構造の両面からこの解析を進めており、フォトクロミズムとエレクトロクロミズムの両者を融合した新たな機能性デバイスにつながる可能性を見出した。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

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。

  • Research Products

    (7 results)

All 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Repeatable Photoinduced Insulator-to-Metal Transition in Yttrium Oxyhydride Epitaxial Thin Films2022

    • Author(s)
      Y. Komatsu, Ryota Shimizu, R. Sato, M. Wilde, K. Nishio, T. Katase, D. Matsumura, H. Saitoh, M. Miyauchi, J. R. Adelman, R. M. L. McFadden, D. Fujimoto, J. O. Ticknor, M. Stachura, I. McKenzie, G. D. Morris, W. A. MacFarlane, J. Sugiyama, K. Fukutani, S. Tsuneyuki, T. Hitosugi
    • Journal Title

      Chemistry of Materials

      Volume: 34 Pages: 3616-3623

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.1c03450

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Bayesian sparse modeling of extended X-ray absorption fine structure to determine interstitial oxygen positions in yttrium oxyhydride epitaxial thin film2021

    • Author(s)
      Hiroyuki Kumazoe, Yasuhiko Igarashi, Fabio Iesari, Ryota Shimizu, Yuya Komatsu, Taro Hitosugi, Daiju Matsumura, Hiroyuki Saitoh, Kazunori Iwamitsu, Toshihiro Okajima, Yoshiki Seno, Masato Okada, Ichiro Akai
    • Journal Title

      AIP Advances

      Volume: 11 Pages: 125013

    • DOI

      10.1063/5.0071166

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] MRS-Japan Physical properties control in metal hydride epitaxial thin films by tuning c harge state in hydrogen2021

    • Author(s)
      Ryota Shimizu Yuya Komatsu, Seoungmin Chon, and Taro Hitosugi
    • Organizer
      Materials Research Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Photo-induced hydrogen diffusion in yttrium oxy-hydride epitaxial thin films2021

    • Author(s)
      Yuya Komatsu, Jun Sugiyama, Ryota Shimizu, Kazunori Nishio, Masahiro Miyauchi, Markus Wilde, Katsuyuki Fukutani, Ryan McFadden, Martin Dehn, Victoria Karner, Derek Fujimoto, John Ticknor, Aris Chatzichristos, Monika Stachura, David Cortie, Gerald Morris, Dr. Iain McKenzie, W MacFarlane, Taro Hitosugi
    • Organizer
      Pacifichem2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Repeatable photo-induced insulator-to-metal transition in YOxHy epitaxial thin films2021

    • Author(s)
      Yuya Komatsu, Ryota Shimizu, Ryuhei Sato, Markus Wilde, Kazunori Nishio, Daiju Matsumura, Hiroyuki Saitoh, Katsuyuki Fukutani, Shinji Tsuneyuki, Taro Hitosugi
    • Organizer
      Materials Research Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] NaOH水溶液中電場印加によるYOxHy薄膜の金属-絶縁体転移2021

    • Author(s)
      小松 遊矢, 清水 亮太, ビルデ マーカス, 西尾 和記, 福谷 克之, 一杉 太郎
    • Organizer
      第82回応用物理学会秋季学術講演会
    • Invited
  • [Book] “水素”を使いこなすためのサイエンス ハイドロジェノミクス2022

    • Author(s)
      折茂 慎一・福谷 克之・藤田 健一編著
    • Total Pages
      224
    • Publisher
      共立出版
    • ISBN
      978-4-320-04498-2

URL: 

Published: 2022-12-28  

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