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2009 Fiscal Year Annual Research Report

環境融合プロセスによるエコデバイス用単結晶の創成

Research Project

Project/Area Number 20350093
Research InstitutionShinshu University

Principal Investigator

大石 修治  Shinshu University, 工学部, 教授 (50021027)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 手嶋 勝弥  信州大学, 工学部, 助教 (00402131)
Keywords結晶成長 / 結晶工学 / フラックス / 低温成長 / 環境材料 / 酸化物
Research Abstract

本研究の最終目標は,ネイチャーミメティック概念を導入した環境融合プロセスにより,先端無機結晶デバイスを提案し,社会に広く普及することである。本年度は特に,前年度研究を継続するだけでなく,複合材料の各種特性を評価し,クリーンエネルギーや環境浄化材料などを試作することも目的とし,下記4課題に注力した。
(1)環境融合フラックスからの酸化物単結晶の低温育成(昨年度継続)
本年度は,更なる低温化をめざして硝酸塩系フラックスを選択し,光触媒(光活性)結晶,リチウムイオン伝導性結晶,希土類アップコンバージョン結晶,イオン吸着結晶および電気伝導性結晶(ブロンズ)の低温育成に成功した。
(2)酸化物単結晶の形状・サイズ制御(昨年度継続)
上記(1)の硝酸塩系フラックスでは500℃よりもはるかに低い温度で結晶育成が可能となる。このフラックスを用い,組成・温度・時間・速度などの育成条件により,結晶形状やサイズを制御できた。特に,サブミクロンオーダー以下の小型結晶の育成を可能とした。
(3)単結晶の複合化(昨年度継続)
硝酸塩系フラックスを用いると,ポリマー・金属・ガラス・炭素材料などの耐熱性に乏しい材料をそのフラックス中に浸漬可能となる。その結果,上記の物質表面に課題(1)の結晶種を堆積あるいは高度に複合化できた。
(4)単結晶やその複合材料の特性評価とエコデバイス試作
本年度は,上記(1)のニオブ酸塩とチタノニオブ酸塩の単結晶を層剥離処理し,各種ナノチューブやナノシートを作製した。これらを色素増感太陽電池用光活性電極に用いたところ,電池として作動すうことがわかった。また,これらをガラス基板に固定化し,光触媒基板として使用したところ,高効率で有機有害物質を無害化できた。さらに,低温育成したリチウムイオン伝導性結晶の電池特性を評価したところ,市販品よりも高性能であり,フラックス育成結晶の特長がよく現れていた。

  • Research Products

    (11 results)

All 2010 2009

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] 微細構造制御した機能性結晶の環境調和プロセス育成2010

    • Author(s)
      手嶋勝弥
    • Journal Title

      ケミカルエンジニアリング 55

      Pages: 192-197

  • [Journal Article] Well-Formed One-Dimensional Hydroxyapatite Crystals Grown by an Environmentally Friendly Flux Method2009

    • Author(s)
      Katsuya Teshima
    • Journal Title

      Crystals Growth & Design Vol. 9

      Pages: 2937-2940

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct Growth of Highly Crystalline, Idiomorphic Fluorapatite Crystals on a Polymer Substrate2009

    • Author(s)
      Katsuya Teshima
    • Journal Title

      Crystals Growth & Design Vol. 9

      Pages: 3832-3834

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] クリーンエネルギー材料・環境機能材料用結晶の創成と応用2009

    • Author(s)
      手嶋勝弥
    • Journal Title

      機械と工具 53

      Pages: 34-37

  • [Presentation] アップコンバージョンNaYF_4 : Ln (Ln=Yb, Er, Tm)結晶の低温フラックス育成2010

    • Author(s)
      若林俊子
    • Organizer
      日本セラミックス協会2010年年会
    • Place of Presentation
      東京農工大学(東京都)
    • Year and Date
      2010-03-24
  • [Presentation] KNO_3-KC1フラックス冷却によるKTiNbO_5結晶の低温育成2010

    • Author(s)
      山口亜希子
    • Organizer
      日本セラミックス協会2010年年会
    • Place of Presentation
      東京農工大学(東京都)
    • Year and Date
      2010-03-24
  • [Presentation] Ti表面への水酸アパタイトウィスカーのKNO_3-LiNO_3フラックス低温育成2009

    • Author(s)
      森晶子
    • Organizer
      第4回日本フラックス成長研究発表会
    • Place of Presentation
      INAXライブミュージアム(愛知県)
    • Year and Date
      2009-12-12
  • [Presentation] Environmentally Friendly Flux Growth of Various Corundum Crystal and Thin Films2009

    • Author(s)
      若林俊子
    • Organizer
      第19回日本MRSシンポジウム
    • Place of Presentation
      横浜情報文化センター(神奈川県)
    • Year and Date
      2009-12-07
  • [Presentation] 配向制御したSrTiO_3結晶薄膜の溶液成長2009

    • Author(s)
      榎本弘美
    • Organizer
      表面技術協会第120回講演大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際会議場(千葉県)
    • Year and Date
      2009-09-17
  • [Presentation] 着色コランダム結晶の環境調和型フラックス育成2009

    • Author(s)
      若林俊子
    • Organizer
      日本セラミックス協会第22回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      愛媛大学(愛媛県)
    • Year and Date
      2009-09-16
  • [Presentation] Li_4Ti_5O_<12>結晶の塩化物フラックス育成2009

    • Author(s)
      田中翔平
    • Organizer
      第25回日本セラミックス協会関東支部研究発表会
    • Place of Presentation
      源泉湯の宿松乃井(群馬県)
    • Year and Date
      2009-07-30

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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