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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Atomic-resolution observation of Curie point by cooperative work of RPA robot and human being

Research Project

Project/Area Number 20K21091
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

佐藤 幸生  九州大学, 工学研究院, 准教授 (80581991)

Project Period (FY) 2020-07-30 – 2023-03-31
KeywordsRPA / 電子顕微鏡 / 自動化 / 原子配列
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、まず、原子分解能走査透過型電子顕微鏡(STEM)像において、原子位置を同定する一連のコンピューター作業をRPA(Robotic Process Automation)ワークフローで自動化することを試みた。一部、工程の改良などを経て、作業を100%自動化することに成功した。自動されたワークフローの動作は動画で公開している(https://youtu.be/Zw2qbA2ebnA)。
自動化されたRPAワークフローを用いることで、(1-x)BiFeO3-xBaTiO3 (x = 0.2 ~ 0.4)におけるナノスケールの極性構造形成が解明された他(Kim et al., Adv. Mater., 2023)、Hf0.5Zr0.5O2ナノ粒子における直方晶相構造の形成(Fujimoto et al., J. Am. Ceram. Soc., 2022)やリラクサー型強誘電体における極性ナノ構造およびMPB型圧電体におけるラメラ状ナノドメインにおける極性構造を、原子スケールで可視化する(Sato et al., J. Mater. Sci., 2021)など、強誘電体の原子分解能STEM解析において有用な成果を挙げることができた。
加えて、RPAワークフローの応用として、原子分解能STEM像シミュレーション研究の自動化も行った。こちらも約100%の作業自動化に成功して、マルチドメインBaTiO3のSTEM像シミュレーションを行った結果は論文として公表された(Fukao et al., J. Phys. Soc. Jpn., 2021)。
また、現在、BaTiO3ナノ粒子の強誘電性のサイズ効果およびその温度依存性を継続して調査しており、成果がまとまり次第公表する予定である。

  • Research Products

    (22 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 5 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 4 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] インド工科大学マンディー校(インド)

    • Country Name
      INDIA
    • Counterpart Institution
      インド工科大学マンディー校
  • [Journal Article] Piezoelectric Actuation Mechanism Involving Extrinsic Nanodomain Dynamics in Lead‐Free Piezoelectrics2023

    • Author(s)
      Kim Sangwook、Miyauchi Ryuki、Sato Yukio、Nam Hyunwook、Fujii Ichiro、Ueno Shintaro、Kuroiwa Yoshihiro、Wada Satoshi
    • Journal Title

      Advanced Materials

      Volume: 35 Pages: 2208717 1-11

    • DOI

      10.1002/adma.202208717

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Heteroatomic stitching of broken WS2 monolayer with enhanced surface potential2023

    • Author(s)
      Thakur Deepa、Sato Yukio、Balakrishnan Viswanath
    • Journal Title

      Nanoscale

      Volume: 15 Pages: 5274~5283

    • DOI

      10.1039/D2NR06288G

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 電子顕微鏡法で観る誘電特性の起源およびその応答2022

    • Author(s)
      佐藤幸生
    • Journal Title

      セラミックス

      Volume: 57 Pages: 658-661

  • [Journal Article] High output performance of piezoelectric energy harvesters using epitaxial Pb(Zr, Ti)O3 thin film grown on Si substrate2022

    • Author(s)
      Kim Eun-Ji、Kweon Sang-Hyo、Nahm Sahn、Sato Yukio、Tan Goon、Kanno Isaku
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 121 Pages: 161901-1~6

    • DOI

      10.1063/5.0105103

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Enhanced optical emission at MoS2-WS2 heterostructure interface with n-N junction2022

    • Author(s)
      Thakur Deepa、Sato Yukio、Sabarigresan M.、Ramadurai Ranjith、Balakrishnan Viswanath
    • Journal Title

      Applied Surface Science

      Volume: 606 Pages: 154923-1~9

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2022.154923

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] In-depth understanding of {110}-type domain walls in bismuth titanate ceramics2022

    • Author(s)
      Xie Shaoxiong、Shi Jikai、Xu Qian、Wang Qingyuan、Zhu Jianguo、Sato Yukio、Chen Qiang
    • Journal Title

      Scripta Materialia

      Volume: 217 Pages: 114793-1~6

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2022.114793

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] リラクサー型強誘電体におけるナノ構造の電子顕微鏡観察2023

    • Author(s)
      佐藤幸生
    • Organizer
      The 9th Joint International Workshop of WFF & WFSM 2023
  • [Presentation] チタン石型酸化物CaTi(Si1-xGex)O5 の分極特性2023

    • Author(s)
      渡邉 匠海, 桑野 太郎, 中埜 彰俊, 横田 紘子, 佐藤 幸生, 出口 和彦, 谷口 博基
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] 組成変調Pb(Zr,Ti)O3超格子における特異な単位格子2023

    • Author(s)
      佐藤幸生, 木村剛基, 權 相曉, 譚 ゴオン, 神野 伊策
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] In Situ and Atomic-Scale Electron Microscopy Characterization of Relaxor Ferroelectrics2022

    • Author(s)
      Yukio Sato
    • Organizer
      Materials Research Society Spring Meeting
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ペロブスカイト型誘電体における走査透過型電子顕微鏡像解析のロボティック・プロセス・オートメーション2022

    • Author(s)
      佐藤 幸生,三谷 海斗,金子 賢治,藤中 翔太
    • Organizer
      第39回強誘電体会議(FMA)
  • [Presentation] 第一原理計算によるHf40O80ナノ粒子の強誘電性検討2022

    • Author(s)
      豊島 永都、佐藤 幸生、金子 賢治
    • Organizer
      2022年度 日本金属学会九州支部・日本鉄鋼協会九州支部・軽金属学会九州支部  合同学術講演会
  • [Presentation] Atomic-scale analysis of composition modulated Pb(Zrx,Ti1-x)O3 superlattice2022

    • Author(s)
      Yukio Sato, Goki Kimura, Sang Hyo Kweon, Goon Tan, and Isaku Kanno
    • Organizer
      15th International Symposium on Ferroic Domains & Micro- to Nano-scopic Structures (ISFD-15)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 密度汎関数理論によるHf40O80ナノ粒子の強誘電性検討2022

    • Author(s)
      豊島 永都、佐藤 幸生、金子 賢治
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] ビスマスを含む擬立方晶ペロブスカイト型強誘電体の圧電特性2022

    • Author(s)
      保木井貴大, Kim Sangwook, 矢多部優介, 中平夕貴, 森吉千佳子, 大沢仁志, 藤井一郎, 上野慎太郎, 佐藤幸生, 和田智志, 黒岩芳弘
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] ウルツ鉱型強誘電体のマテリアルズインフォマティクス2022

    • Author(s)
      森分博紀, 横井里江, 田口綾子, 小川貴史, Craig A.J. Fisher, 桑原彰秀, 佐藤幸生, 清水荘雄, 濱崎容之, 高島浩, 伊藤満
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] 組成変調Pb(Zr,Ti)O3超格子膜の原子スケール解析2022

    • Author(s)
      佐藤幸生, 木村剛基, 權 相曉, 譚 ゴオン, 神野 伊策
    • Organizer
      日本セラミックス協会第35回秋季シンポジウム
  • [Presentation] Observation of Ferroelectrics at atomic scale and under electric fields2022

    • Author(s)
      Yukio Sato
    • Organizer
      13th Korea-Japan Conference on Ferroelectrics (KJC-FE13)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 電子顕微鏡で観るセラミックスの機能と動作2022

    • Author(s)
      佐藤幸生
    • Organizer
      低温工学・超電導学会 2022年度第3回材料研究会
    • Invited
  • [Presentation] Atomic-scale and in-situ electron microscopy study on nanostructure in ferroelectrics2022

    • Author(s)
      Yukio Sato
    • Organizer
      International Congress on Pure & Applied Chemistry Kota Kinabalu (ICPAC KK 2022)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] Strain Engineering in Functional Materials and Devices2023

    • Author(s)
      Ranjith Ramadurai and Saswata Bhattacharyya
    • Total Pages
      310
    • Publisher
      AIP Publishing

URL: 

Published: 2023-12-25  

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