原子対相関関数を用いたナノ材料の構造解析：形体および欠陥の影響

• 研究課題/領域番号: 15K04614
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ナノ材料化学
• 研究機関: 国立研究開発法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 冨中 悟史 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主任研究員 (90468869)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 構造解析 / 二体分布関数 / ナノ材料 / 歪み / 欠陥 / 非晶質 / 相純度 / 燃料電池 / X線構造解析 / 触媒

研究成果の概要

本研究ではナノ材料の詳細な構造解析を目的として、二体分布関数を用いて、材料の形体や構造に含まれる欠陥が、材料の歪みへ与える影響を詳細に解析を行った。期間の前半では基礎的な分析を繰り返しつつ、どの程度の定量的な議論が行えるかの調査を行った。後半ではナノ粒子やナノポーラス材料の構造解析を詳細に行い、構造の歪みと物性の関係を詳細に調べた。また高分解能XRDと組み合わせて、結晶の欠陥の定量的な議論を検討した。また、これらを円滑に行うために解析プログラム(MaterialsPDF)の開発を行った。本研究によりナノ材料の詳細な構造解析の重要性が明らかとなり、また手法の普及へと繋がる大きな一歩と言える。

研究成果

• [雑誌論文] Noncrystalline Titanium Oxide Catalysts for Electrochemical Oxygen Reduction Reactions (2017)
  • 著者名/発表者名: Tominaka Satoshi、Ishihara Akimitsu、Nagai Takaaki、Ota Ken-ichiro
  • 雑誌名: ACS Omega 巻: 2 号: 8 ページ: 5209-5214
  • DOI: 10.1021/acsomega.7b00811
• [雑誌論文] Room-Temperature Rutile TiO2 Nanoparticle Formation on Protonated Layered Titanate for High-Performance Heterojunction Creation (2017)
  • 著者名/発表者名: Saito Kanji、Tominaka Satoshi、Yoshihara Shun、Ohara Koji、Sugahara Yoshiyuki、Ide Yusuke
  • 雑誌名: ACS Applied Materials & Interfaces 巻: 9 号: 29 ページ: 24538-24544
  • DOI: 10.1021/acsami.7b04051
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physical Stabilization of Pharmaceutical Glasses Based on Hydrogen Bond Reorganization under Sub-Tg Temperature (2017)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Tominaka, Kohsaku Kawakami, Mayuko Fukushima, and Aoi Miyazaki
  • 雑誌名: Molecular Pharmaceutics 巻: 14 号: 1 ページ: 264-273
  • DOI: 10.1021/acs.molpharmaceut.6b00866
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Two-Dimensional Corrugated Porous Carbon-, Nitrogen-Framework/Metal Heterojunction for Efficient Multielectron Transfer Processes with Controlled Kinetics (2017)
  • 著者名/発表者名: Ken Sakaushi, Andrey Lyalin, Satoshi Tominaka, Tetsuya Taketsugu, Kohei Uosaki
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 11 号: 2 ページ: 1770-1779
  • DOI: 10.1021/acsnano.6b07711
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Observation of Quantum Confinement in Monodisperse Methylammonium Lead Halide Perovskite Nanocrystals Embedded in Mesoporous Silica (2016)
  • 著者名/発表者名: Victor Malgras, Satoshi Tominaka, James W. Ryan, Joel Henzie, Toshiaki Takei, Koji Ohara, and Yusuke Yamauchi
  • 雑誌名: Journal of The American Chemical Society 巻: 138 号: 42 ページ: 13874-13881
  • DOI: 10.1021/jacs.6b05608
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unique nanocrystalline frameworks in mesoporous tin phosphate prepared through a hydrofluoric acid assisted chemical reaction (2016)
  • 著者名/発表者名: Malay Pramanik, Jaewoo Lee, Satoshi Tominaka, Yusuke Ide, Jung Ho Kim, and Yusuke Yamauchi
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry A 巻: 4 号: 46 ページ: 18091-18099
  • DOI: 10.1039/c6ta09297g
  • 査読あり / 国際共著