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室温で光可逆な相転移を示す金属酸化物に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 11J09019
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 無機化学
研究機関東京大学

研究代表者

箱江 史吉  東京大学, 大学院理学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2013年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2012年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード光誘起相転移 / 酸化チタン / 薄膜合成 / 光学定数 / ラムダ型五酸化三チタン / 光記録材料 / 金属酸化物
研究概要

当研究室では、室温で可逆的に光誘起の金属-半導体転移を示すラムダ型五酸化三チタン(λ-Ti_3O_5)を報告している。本研究では、このλ-Ti_3O_5の光記録材料としての有用性を検討することを目的として、光学特性の評価を行った。本年度の研究計画は、光学特性の評価に適した、光散乱の影響を抑えた薄膜を新たに合成し、透過スペクトルやエリプソメトリー測定によりλ-Ti_3O_5の光学定数を評価することとした。
昨年度までの研究で、TiO_2ゾルを石英ガラス基板上にスピンコートし、水素雰囲気下で焼成するという手法によってλ-Ti_3O_5の薄膜を合成出来ることがわかったが、紫外・可視領域での光散乱の影響が大きく光学特性の評価には不適であった。本年度は、コーティングに用いるTiO_2ゾルを検討することで、光散乱の影響を抑えた薄膜の合成条件の検討を行い、新たな薄膜を合成した。
新たに合成したλ-Ti_3O_5薄膜について、紫外・可視・近赤外領域の透過スペクトルと分光エリプソメーターによるエリプソメトリーデータの測定行い、λ-Ti_3O_5の光学特性を評価した。透過スペクトルは950nmをピークトップとするブロードな吸収と350nmよりも短波長側において強い吸収を示した。当研究室による既報の第一原理計算結果との比較によって、前者は、チタン3dの価電子帯から3d伝導帯への遷移、後者は酸素の2p価電子帯からチタン3d伝導帯への遷移に帰属されることが示唆された。
本研究で得られたλ-Ti_3O_5の薄膜合成と光学定数は、本材料を光記録材料へ展開する上で重要な知見である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度の研究計画であった、散乱の影響が小さい薄膜を新たに合成し、光学定数を評価することができたため、おおむね順調に進展していると評価した。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

報告書

(3件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2014 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (17件)

  • [雑誌論文] Sol-gel synthesis of nanosized λ-Ti_3O_5 crystals2014

    • 著者名/発表者名
      T. Nasu, H. Tokoro, K. Tanaka, F. Hakoe, A. Namai, S. Ohkoshi
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering

      巻: 54 ページ: 12008-12008

    • DOI

      10.1088/1757-899x/54/1/012008

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ラムダ型Ti305における可逆的な光相転移の繰り返し耐久性2012

    • 著者名/発表者名
      所裕子、 箱江史吉、 梅田喜一、 永田利明、 田中研二、 奈須義総、 生井飛鳥、 橋本和仁、 大越慎一
    • 雑誌名

      会報 光触媒

      巻: 37 ページ: 70-73

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] Durability of reversible photo-induced metal-to-semiconductor phase transition on λ-Ti3052012

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Tokoro, Fumiyoshi Hakoe, Yoshikazu Umeta, Toshiaki Nagata, Kenji Tanaka, Tomomichi Nasu, Asuka Namai, Shin-ichi Ohkoshi
    • 雑誌名

      Proceeding of the 24th Symposium on Phase change optical information storage

      ページ: 9-12

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Zero Thermal Expansion Fluid and Oriented Film Based on a Bistable Metal-Cyanide Polymer2012

    • 著者名/発表者名
      H.Tokoro, K.Nakagawa, K.Imoto, F.Hakoe, S.Ohkoshi
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 24 号: 7 ページ: 1324-1330

    • DOI

      10.1021/cm203762k

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 室温光誘起相転移を示すラムダ型五酸化三チタン及びベータ型五酸化三チタンの電子状態の第一原理計算2014

    • 著者名/発表者名
      田中研二、奈須義総、永田利明、箱江史吉、生井飛鳥、所裕子、大越慎一
    • 学会等名
      第5回低温センター研究交流会
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2014-02-27
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ゾルゲル法を用いたラムダ型五酸化三チタンのナノ微粒子合成法2014

    • 著者名/発表者名
      奈須義総、田中研二、箱江史吉、生井飛鳥、所裕子、大越慎一
    • 学会等名
      第5回低温センター研究交流会
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2014-02-27
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 電荷移動型相転移現象を示すRbMnFeシアノ錯体のフォノンモード計算2013

    • 著者名/発表者名
      所裕子、 井元健太、 中川幸祐、 箱江史吉、 大越慎一
    • 学会等名
      日本物理学会第68回次大会
    • 発表場所
      広島大学(広島県)
    • 年月日
      2013-03-28
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 室温で光誘起相転移を示すラムダ型五酸化三チタンの薄膜合成2013

    • 著者名/発表者名
      箱江史吉、 所裕子、 大越慎一
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学(京都府)
    • 年月日
      2013-03-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 光誘起相転移を示すラムダ型五酸化三チタンの各種合成法の開発2013

    • 著者名/発表者名
      奈須義総、 田中研二、 箱江史吉、 生井飛鳥、 所裕子、 大越慎一
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学(京都府)
    • 年月日
      2013-03-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 室温光誘起相転移を示すラムダ型五酸化三チタンの電子状態の第一原理計算2013

    • 著者名/発表者名
      田中研二、 永田利明、 奈須義総、 箱江史吉、 生井飛鳥、 所裕子、 大越慎一
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学(京都府)
    • 年月日
      2013-03-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 零熱膨張を示すRbMnFeシアノ錯体のフォノンモード計算2013

    • 著者名/発表者名
      所裕子、 井元健太、 中川幸祐、 箱江史吉、 大越慎一
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学(京都府)
    • 年月日
      2013-03-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Study of the reversible durability of photo-induced phase transition on λ-Ti3052012

    • 著者名/発表者名
      Fumivoshi Hakoe, Yoshikazu Umeta, Toshiaki Nagata, Kenji Tanaka, Tomomichi Nasu, Hiroko Tokoro, Shin-ichi Ohkoshi
    • 学会等名
      The 24th Symposium on phase change oriented sciece
    • 発表場所
      ホテルウェルシーズン浜名湖(静岡県)
    • 年月日
      2012-11-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Optical prope ties of λ-T1305 exhibiting a room-temperature photoreversible phase transition2012

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Nagata, Kenji Tanaka, Tomomichi Nasu, Fumiyoshi Hakoe, Asuka Namai, Hiroko Tokoro, Shin-ichi Ohkoshi
    • 学会等名
      The 24th Symposium on phase change oriented sciece
    • 発表場所
      ホテルウェルシーズ浜名湖(静岡県)
    • 年月日
      2012-11-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] First-principles calculation of the band structure and electronic states of λ―T i 305 and β-Ti3052012

    • 著者名/発表者名
      Kenji Tanaka, Toshiaki Nagata, Tomomichi Nasu, Fumiyoshi Hakoe, Asuka Namai, Hiroko Tokoro, Shin-ichi Ohkoshi
    • 学会等名
      The 24th Symposium on phase change oriented sciece
    • 発表場所
      ホテルウェルシーズ浜名湖(静岡県)
    • 年月日
      2012-11-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis methods of a photo-induced phase transition material of λ-T13052012

    • 著者名/発表者名
      Tomomichi Nasu, Kenji Tanaka, Fumiyoshi Hakoe, Asuka Namai, Hiroko Tokoro, Shin-ichi Ohkoshi
    • 学会等名
      The 24th Symposium on phase change oriented sciece
    • 発表場所
      ホテルウェルシーズ浜名湖(静岡県)
    • 年月日
      2012-11-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 室温で光可逆な相転移を示すラムダ型五酸化三チタンの各種合成法の開発2012

    • 著者名/発表者名
      箱江史吉、 生井飛鳥、 所裕子、 大越慎一
    • 学会等名
      第2回CSJ化学フェスタ
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都)
    • 年月日
      2012-10-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 室温光誘起金属-半導体相転移を示すラムダ型五酸化三チタンの光学物性の研究2012

    • 著者名/発表者名
      永田利明、田中研二、奈須義総、吉清まりえ、箱江史吉、田中宗、生井飛鳥、所裕子、大越慎一
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会(2012)
    • 発表場所
      慶応大学(神奈川県)
    • 年月日
      2012-03-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 光可逆金属-半導体転移を示すラムダ型五酸化三チタンの電子状態2011

    • 著者名/発表者名
      箱江史吉、所裕子、大越慎一
    • 学会等名
      第18回シンポジウム光触媒反応の最近の展開
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2011-12-12
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ラムダ型五酸化三チタンにおける光可逆金属-半導体転移2011

    • 著者名/発表者名
      箱江史吉、所裕子、生井飛鳥、大越慎一
    • 学会等名
      平成23年度低温センター研究交流会
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2011-12-12
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 光可逆金属-半導体転移を示すラムダ型五酸化三チタンの電子状態2011

    • 著者名/発表者名
      所裕子、中川幸佑、井元健太、箱江史吉、縫田知宏、大越慎一
    • 学会等名
      日本物理学会2011年度秋季大会
    • 発表場所
      富山大学(富山県)
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] シアノ架橋型RbMnFe錯体における異方的相転移現象の観察2011

    • 著者名/発表者名
      所裕子、中川幸佑、井元健太、箱江史吉、縫田知宏、大越慎一
    • 学会等名
      第61回錯体化学討論会
    • 発表場所
      岡山理科大学(岡山県)
    • 年月日
      2011-09-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-12-12   更新日: 2024-03-26  

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