• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

ナノ・メタマテリアル中に発現するラビリンス型強誘電分極とその微視形状・力学設計

研究課題

研究課題/領域番号 15K13831
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関京都大学

研究代表者

嶋田 隆広  京都大学, 工学研究科, 助教 (20534259)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードメタマテリアル / ポーラス材 / 強誘電体 / マルチフィジックス特性 / Phase-Field法 / 自由エネルギー / ナノ構造 / Landau理論
研究成果の概要

本研究では、ナノ・メタマテリアル中に発現するラビリンス型などの特異な強誘電分極秩序とその力学・電気応答特性について解析を行った。メタマテリアルの微視的内部形状に応じて、交差型、渦型、ラビリンス型などの多様な分極秩序が発現し得ることを示した。また、それらの幾何学的特徴から、4つのグループに分類できることを示した。このような特異な分極秩序の発現に伴い、均質材とは真逆の力学応答や、電場に対する多自由度のヒステリシス応答などの新たな特性が発現することを示した。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 18件、 査読あり 18件、 謝辞記載あり 14件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 13件、 招待講演 6件) 図書 (1件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] Zhejiang University/Harbin Institute of Technology(China)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Zhejiang University(China)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Fraunhofer Institute(Germany)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Multilevel hysteresis loop engineered with ferroelectric nano-metamaterials2017

    • 著者名/発表者名
      Le Van Lich, Takahiro Shimada, Shahmohammadi Sepideh, Jie Wang, and Takayuki Kitamura
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 125 ページ: 202-209

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2016.11.065

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Multiferroic phases and transitions in ferroelectric lead titanate nanodots2017

    • 著者名/発表者名
      Tao Xu, Takahiro Shimada, Yoshitaka Uratani, Xiaoyuan Wang, Jie Wang, and Takayuki Kitamura
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 45373-45373

    • DOI

      10.1038/srep45373

    • NAID

      120006222003

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Polar superhelices in ferroelectric chiral nanosprings2016

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Shimada, Le Van Lich, Koyo Nagano, Jian-Shan Wang, Jie Wang, and Takayuki Kitamura
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 35199-35199

    • DOI

      10.1038/srep35199

    • NAID

      120005850223

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Unusual multiferroic phase transitions in PbTiO3 nanowires2016

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Shimada, Tao Xu, Yoshitaka Uratani, Jie Wang, and Takayuki Kitamura
    • 雑誌名

      Nano Letters

      巻: 16 号: 11 ページ: 6774-6779

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.6b02370

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Multiferroic transitions and misfit phase diagram in oxygen-deficient epitaxial (111) PbTiO32016

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Shimada, Yasumitsu Araki, Tao Xu, Jie Wang, and Takayuki Kitamura
    • 雑誌名

      Advanced Electronic Materials

      巻: 2 号: 12 ページ: 1600113-1600113

    • DOI

      10.1002/aelm.201600113

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hybrid improper ferroelectricity in SrZrO3/BaZrO3 superlattice2016

    • 著者名/発表者名
      Yajun Zhang, Jie Wang, Mohapatra Prakash Kumar Sahoo, Xiaoyuan Wang, Takahiro Shimada, and Takayuki Kitamura
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 18 号: 34 ページ: 24024-24032

    • DOI

      10.1039/c6cp03466g

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Polar and toroidal electromechanical properties designed by ferroelectric nano-metamaterials2016

    • 著者名/発表者名
      Le Van Lich, Takahiro Shimada, Shahmohammadi Sepideh, Jie Wang, and Takayuki Kitamura
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 113 ページ: 81-89

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2016.05.006

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An I-integral method for crack-tip intensity factor variation due to domain switching in ferroelectric single-crystals2016

    • 著者名/発表者名
      Hongjun Yu, Jie Wang, Takahiro Shimada, Huaping Wu, Linzhi Wu, Meinhard Kuna, and Takayuki Kitamura
    • 雑誌名

      Journal of the Mechanics and Physics of Solids

      巻: 94 ページ: 207-229

    • DOI

      10.1016/j.jmps.2016.04.031

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Antiferroelectric and antiferrodistortive phase transitions in Ruddlesden-Popper Pb2TiO4 from first-principles2016

    • 著者名/発表者名
      Tao Xu, Takahiro Shimada, Jie Wang, and Takayuki Kitamura
    • 雑誌名

      Multiscale and Multiphysics Mechanics

      巻: -

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Instability criterion for ferroelectrics under mechanical/electric multi-fields: Ginzburg-Landau theory based modeling2016

    • 著者名/発表者名
      Le Van Lich, Takahiro Shimada, Jie Wang, and Takayuki Kitamura
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 112 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2016.03.081

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Multiferroic domain walls in ferroelectric PbTiO3 with oxygen deficiency2016

    • 著者名/発表者名
      Tao Xu, Takahiro Shimada, Yasumitsu Araki, Jie Wang, and Takayuki Kitamura
    • 雑誌名

      Nano Letters

      巻: 16 号: 1 ページ: 454-458

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.5b04113

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Colossal magnetoelectric effect in 3-1 multiferroic nanocomposites originating from ultrafine nanodomain structures2015

    • 著者名/発表者名
      Le Van Lich, Takahiro Shimada, Kohei Miyata, Koyo Nagano, Jie Wang, and Takayuki Kitamura
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 107 号: 23 ページ: 232904-232904

    • DOI

      10.1063/1.4937578

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Mechanical control of magnetism in deficient perovskite SrTiO32015

    • 著者名/発表者名
      Yajun Zhang, Mohapatra Prakash Kumar Sahoo, Takahiro Shimada, Jie Wang, and Takayuki Kitamura
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 17 号: 40 ページ: 27136-27144

    • DOI

      10.1039/c5cp04310g

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hierarchical ferroelectric and ferrotoroidic polarizations coexistent in nano-metamaterials2015

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Shimada, Le Van Lich, Koyo Nagano, Jie Wang, and Takayuki Kitamura
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 号: 1 ページ: 14653-14653

    • DOI

      10.1038/srep14653

    • NAID

      120005758214

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Interplay of coupling between strain and rotation in ferroelectric SrZrO3/SrTiO3 superlattices2015

    • 著者名/発表者名
      Yajun Zhang, Mohapatra Prakash Kumar Sahoo, Takahiro Shimada, Hongjian Zhao, Jie Wang, and Takayuki Kitamura
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Condensed Matter

      巻: 27 号: 38 ページ: 385901-385901

    • DOI

      10.1088/0953-8984/27/38/385901

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Multiferroic vacancies at ferroelectric PbTiO3 surfaces2015

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Shimada, Jie Wang, Yasumitsu Araki, Matous Mrovec, Christian Elsässer, and Takayuki Kitamura
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 115 号: 10 ページ: 107202-107202

    • DOI

      10.1103/physrevlett.115.107202

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Defect-strain engineering for multiferroic and magnetoelectric properties in epitaxial (110) ferroelectric lead titanate2015

    • 著者名/発表者名
      Tao Xu, Takahiro Shimada, Yasumitsu Araki, Jie Wang, and Takayuki Kitamura
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 92 号: 10 ページ: 104106-104106

    • DOI

      10.1103/physrevb.92.104106

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hybrid functional study on the ferroelectricity of domain walls with O-vacancies in PbTiO<sub>3</sub>2015

    • 著者名/発表者名
      Shogo Tomoda, Takahiro Shimada, Taku Ueda, Jie Wang, and Takayuki Kitamura
    • 雑誌名

      Mechanical Engineering Journal

      巻: 2 号: 3 ページ: 15-00037-15-00037

    • DOI

      10.1299/mej.15-00037

    • NAID

      130005076461

    • ISSN
      2187-9745
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Multiferroic defects in ferroic oxides: Route to atomic multiferroics2016

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Shimada
    • 学会等名
      5th Asian Conference on Mechanics of Functional Materials and Structures (ACMFMS 2016)
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2016-10-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Unusual toughening in nanoscale SrTiO3 originating from strain-induced ferroelectricity2016

    • 著者名/発表者名
      Le Van Lich
    • 学会等名
      10th Asia-Pacific Conference on Fracture and Strength (APCFS2016)
    • 発表場所
      Toyama, Japan
    • 年月日
      2016-09-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Domain walls-defect engineering for multiferroic atomic layers in ferroelectric PbTiO32016

    • 著者名/発表者名
      Tao Xu
    • 学会等名
      10th Asia-Pacific Conference on Fracture and Strength (APCFS2016)
    • 発表場所
      Toyama, Japan
    • 年月日
      2016-09-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Atomic-scale ferroelectricity/magnetism intrinsic to dislocation core in perovskite oxides2016

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Shimada
    • 学会等名
      12th World Congress on Computational Mechanics (WCCM XII) and 6th Asia-Pacific Congress on Computational Mechanics (APCOM VI)
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-07-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Giant strain-mediated magnetoelectric coupling in multiferroic nanocomposites2016

    • 著者名/発表者名
      Le Van Lich
    • 学会等名
      12th World Congress on Computational Mechanics (WCCM XII) and 6th Asia-Pacific Congress on Computational Mechanics (APCOM VI)
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-07-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Monatomic multiferroics: Lattice defects in nonmagnetic ferroelectrics2016

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Shimada
    • 学会等名
      The third International Symposium on Atomistic Modeling for Mechanics and Multiphysics of Materials (ISAM4)
    • 発表場所
      Brno, Czech Republic
    • 年月日
      2016-06-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Defect engineering for low-dimensional atomic multiferroics2016

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Shimada
    • 学会等名
      EMN Meeting on Quantum 2016
    • 発表場所
      Phuket, Thailand
    • 年月日
      2016-04-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Low-dimensional multiferroics in atomic-scale: Lattice defects in nonmagnetic ferroelectric oxides2016

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Shimada
    • 学会等名
      International Symposium on Computing Energy Landscape in Material Science and Particles Physics
    • 発表場所
      Kanazawa, Japan
    • 年月日
      2016-02-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Defect-strain engineering for quantum magnetoelectric multiferroics in ferroelectric oxides nanostructures2015

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Shimada
    • 学会等名
      2015 MRS Fall Meeting & Exhibit
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2015-11-29
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Unusual toughening in nanoscale ferroelectrics2015

    • 著者名/発表者名
      Le Van Lich
    • 学会等名
      Vietnamese-Japanese Students' Scientific Exchange Meeting (VJSE 2015)
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2015-10-31
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Low-dimensional atomic multiferroics: Defects in nonmagnetic ferroelectric PbTiO32015

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Shimada
    • 学会等名
      Psi-k 2015 Conference
    • 発表場所
      San Sebastian, Spain
    • 年月日
      2015-09-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Multi-physics properties in low-dimensional ferroic nanostructures from quantum-mechanics calculations2015

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Shimada
    • 学会等名
      Advanced Problems in Mechanics (APM 2015)
    • 発表場所
      Saint Petersburg, Russia
    • 年月日
      2015-06-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Strain-orbital interactions in oxygen-deficient ferroelectrics: Unusual multiferroic transitions2015

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Shimada
    • 学会等名
      Advanced Problems in Mechanics (APM 2015)
    • 発表場所
      Saint Petersburg, Russia
    • 年月日
      2015-06-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] Fracture Nanomechanics2015

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kitamura, Takashi Sumigawa, Hiroyuki Hirakata, and Takahiro Shimada
    • 総ページ数
      323
    • 出版者
      Pan Stanford Publishing Pte. Ltd.
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 京都大学 研究教育活動データベース

    • URL

      http://kyouindb.iimc.kyoto-u.ac.jp/e/gT3rQ

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] Researcher ID

    • URL

      http://www.researcherid.com/rid/G-2167-2014

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書
  • [備考] Research Gate

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Takahiro_Shimada4

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書
  • [備考] Google Scholar

    • URL

      http://scholar.google.com/citations?user=nh8fdYQAAAAJ

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書
  • [備考] 京都大学 研究教育活動データベース

    • URL

      http://kyouindb.iimc.kyoto-u.ac.jp/j/gT3rQ

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-22  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi