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セラミックス中ドーパント近傍の局所原子配列及び化学結合状態の定量化と機能設計

Research Project

Project/Area Number03J10065
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 無機材料・物性
Research InstitutionThe University of Tokyo
Research Fellow 溝口 照康  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手
Project Period (FY) 2003 – 2005
Project Status Completed(Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥3,300,000 (Direct Cost : ¥3,300,000)
Fiscal Year 2005 : ¥1,100,000 (Direct Cost : ¥1,100,000)
Fiscal Year 2004 : ¥1,100,000 (Direct Cost : ¥1,100,000)
Fiscal Year 2003 : ¥1,100,000 (Direct Cost : ¥1,100,000)
Keywordsドーパント / セラミックス / サブナノ構造解析 / 第一原理計算 / 電子線エネルギー損失分光 / X線吸収分光 / 透過電子顕微鏡法 / 材料設計 / 化学結合 / 透過型電子顕微鏡
Research Abstract

1)新プログラムを用いた化学結合情報のELNES及びXANES実験スペクトルからの抽出
ELNES及びXANESに代表されるスペクトルを材料工学に応用するためには,それらの実験スペクトルから所望の情報を抽出することが不可欠である.研究代表者は,電子遷移の際に内殻軌道に生じる電子空孔(内殻空孔)の影響にいち早く注目し,先駆的な研究を行ってきたが,それをさらに発展させ実験スペクトルから化学結合の情報を定量的に抽出する解析法の確立に成功した.この方法を用いることで,各ピークがどのような化学的な相互作用により形成されているかを明らかにすることが出来る.本プログラムをメタル/セラミックス界面の計算に応用し,その有効性を実証した.
2)先端的TEM技術を用いた添加物の三次元構造解析
近年の球面収差補正技術の進歩により,TEMの空間分解能はサブオングストロームにまで至っている.しかし,得られる像から得られる情報は投影(二次元)である.一方で結晶粒界中に析出したナノサイズの添加物(ドーパント)は,特異的な物性をしめし,その起源を明らかにするためには三次元情報が不可欠である.研究代表者は,米国カリフォルニアローレンスバークレー国立研究所電子顕微鏡センターのUliDahmen所長とともに,A1結晶粒界中に偏析したPb析出物の三次元構造の解析を行った.
本研究により,粒界析出物には,トモグラフィー技術と,走査型TEM(STEM)技術を組み合わせることが有効であることを明らかにした.粒界中のPbの三次元構造の特定に成功し,複雑な形状を有する粒界析出物が,異なる結晶面(ファセット)の組み合わせから構成されていることを明らかにした.

Report

(3results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report

Research Products

(18results)

All 2006 2005 2004 Other

All Journal Article Publications

  • [Journal Article] Theoretical and experimental Ti-K NEXAFS of various Ti-oxides2006

    • Author(s)
      T.Mizoguchi, M.Sakurai, A.Nakamura, T.Sasaki, Y.Sato, K.Matsunaga, T.Yamamoto, Y Ikuhara
    • Journal Title

      Materials Science Forum 475-479

      Pages : 3119-3122

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Sr vacancy segregation at SrTiO3 grain boundary by heat treatment2005

    • Author(s)
      T.Mizoguchi, Y.Sato, J.P.Buban, K.Matsunaga, T.Yamamoto, Y.Ikuhara
    • Journal Title

      Appl.Phys.Lett. 87

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] First principles multi-electron calculations of Ni L2,3 NEXAFS/ELNES for LiNiO2 and related compounds2005

    • Author(s)
      H.Ikeno, I.Tanaka, Y.koyama, T.Mizoguchi, K.Ogasawara
    • Journal Title

      Phys.Rev.B 72

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] XANES and ELNES in Ceramic Science2005

    • Author(s)
      I.Tanaka, T.Mizoguchi, T.Yamamoto
    • Journal Title

      J.Am.Ceram.Soc 88

      Pages : 2013-2029

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Atomic and electronic structure of [0001]/(-1-230) S7 symmetric tilt grain boundary in undoped ZnO bicrystal with linear current-voltage characteristic2005

    • Author(s)
      Y.Sato, T.Mizoguchi, F.Oba, M.Yodogawa, T.Yamamoto, Y.Ikuhara
    • Journal Title

      J.Mater.Sci 40

      Pages : 3059-3066

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Pre-edge fine structures in Ti K-edge X-ray absorption spectra of SrTiO3 and BaTiO32005

    • Author(s)
      T.Yamamoto, T.Mizoguchi, I.Tanaka
    • Journal Title

      Phys.Rev.B. 72

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Valence state of Ti in conductive nano-wires in sapphire2004

    • Author(s)
      T.Mizoguchi, M.Sakurai, A.Nakamura, K.Matsunaga, I.Tanaka, T.Yamamoto, Y.Ikuhara
    • Journal Title

      Physical Review B 70

      Pages : 153101-153101

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  • [Journal Article] First-principles calculations of ELNES/XANES of selected wide-gap materials : Dependence on crystal structure and orientation2004

    • Author(s)
      T.Mizoguchi, I.Tanaka, S.Yoshioka, M.Kunisu, T.Yamamoto, W.Y.Ching
    • Journal Title

      Physical Review B 70

      Pages : 45103-45103

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      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] The formation of a rock-salt type ZnO thin film by low-level alloying with MgO2004

    • Author(s)
      M.Kunisu, I.Tanaka, T.Yamamoto, T.Suga, T.Mizoguchi
    • Journal Title

      J.Phys.: Cond.Matter 16

      Pages : 3801-3801

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      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] First-principles calculation of L3 x-ray absorption near edge structures (XANES) and electron energy loss near edge structures (ELNES) of GaN and InN polymorphs2004

    • Author(s)
      T.Mizoguchi, T.Yamamoto, T.Suga, M.Kunisu, I.Tanaka, H.Adachi
    • Journal Title

      Materials Transactions 45

      Pages : 2023-2023

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      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Identification of Native Defects around Grain Boundary in Pr-doped ZnO Bicrystal using ELNES and First-principles Calculations2004

    • Author(s)
      Y.Sato, T.Mizoguchi, F.Oba, M.Yodogawa, T.Yamamoto, Y.Ikuhara
    • Journal Title

      Appl.Phys.Lett. 84

      Pages : 5311-5311

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      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Formation of titanium-solute clusters in alumina : A first-principles study2004

    • Author(s)
      K.Matsunaga, T.Mizoguchi, A.Nakamura, T.Yamamoto, Y.Ikuhar
    • Journal Title

      Appl.Phys.Lett. 84

      Pages : 4795-4795

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      2004 Annual Research Report
  • [Publications] 溝口照康, 田中功, 足立裕彦: "電子線エネルギー損失スペクトルの理論計算による解釈(解説)"まてりあ. 3. 207 (2003)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] T.Mizoguchi, I.Tanaka, M.Kunisu, M.Yoshiya, H.Adachi, W.Y.Ching: "Theoretical prediction of ELNES/XANES and chemical bondings of AlN polytypes"Micron. 52. 299 (2003)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] I.Tanaka, T.Mizoguchi, M.Matsui, S.Yoshioka, H.Adachi, T.Yamamoto, T.Okajima, M.Umesaki, W.Y.Ching, Y.Inoue, M.Mizuno, H.Araki, Y.Shirai: "Identification of ultradilute dopants in ceramics"Nature Materials. 2. 541 (2003)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] K.Kimoto, K.Ishizuka, T.Mizoguchi, I.Tanaka, Y.Matsui: "The study of Al-L23 ELNES with resolution-enhancement software and first-principles calculation"J Electron Microscopy. 52. 299 (2003)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] K.Kimoto, Y.Matsui, T.Nabatame, T.Yasuda, T.Mizoguchi, I.Tanaka, A.Toriumi: "Coordination and interface analysis of atomic-layer-deposition Al2O3 on Si 001 using energy-loss near-edge structures"Appl.Phys.Lett.. 83. 4306 (2003)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] T.Mizoguchi, I.Tanaka, S.Yoshioka, M.Kunisu, T.Yamamoto, W.Y.Ching: "First-principles calculations of ELNES/XANES of selected wide-gap materials : Dependence on crystal structure and orientation"Physical Review B. (Accepted). (2004)

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      2003 Annual Research Report

URL :

Published : 2003-04-01   Modified : 2016-04-21  

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