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メゾポーラス材料を使った新しい電子材料の創生とデバイスへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 16F16371
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 電子・電気材料工学
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

知京 豊裕  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 統合型材料開発・情報基盤部門, 副拠点長 (10354333)

研究分担者 MOHAMED MOHAMED  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 統合型材料開発・情報基盤部門, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2016-10-07 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2018年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2017年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2016年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードmesoporous / Sol-gel / phase transformation / ion conductivity / oxide / multi layer / sol-gel / BaTiO3 / SrTiO3 / Sol-gel science / mesoporous frameworks / metal oxides / films / thermal stability / dielectrics / ferromagnetism / capacitors
研究実績の概要

Mesoporous HfO2 thin films (around 20 nm thick) were fabricated by sol-gel-based spin-coating process at 600 oC to realize the ion conducting media for the ionics (e.g. Na+ and K+ for rechargeable ion batteries) for battery application.. Another film of aluminum metal (10 nm thick) was deposited by DC sputtering to soak into the mesoporous to control the conductivity. The obtained mesostructured HfO2/Al2O3 films show rather good conductivity which is enough for bias for ion conduction. At the meantime, among all the thin films the mesostructured HfO2/Al2O3 composite thin films showed the smallest Nyquist arc diameter in 1 M KOH electrolyte, implying lower impedance at the electrode/electrolyte interface, reflecting better ions diffusion and movement.
Also we have developed a mesostructured HfO2/Al2O3 composite thin films with much reduced leakage current compared to HfO2 or HfO2/Al thin films.
We have reported simple chemical route for preparation of polycrystalline Ni-Co PBA thin films on the surface of silicon wafers. Several kinds of homogeneous pyramidal structures formed on the surface. The thin films showed paramagnetic properties which may allow applications of these materials in molecular spintronic devices. Our thin films did not show a negative magnetization compared to the previously reported PBAs thin films. This method could be extended for demonstrating multiferroic thin films by forming the multilayered or heterostructures for electric applications in the future.

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 8件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Tanta University(Egypt)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Graphene‐Wrapped Nanoporous Nickel‐Cobalt Oxide Flakes for Electrochemical Supercapacitors2018

    • 著者名/発表者名
      A. Azhar, M. B. Zakaria,* J. Lin, T. Chikyow, D. J. Martin, Y. G. Alghamdi, A. A. Alshehri, Y. Bando, M. S. A. Hossain, K. C. W. Wu, A. K. Nanjundan, Y. Yamauchi
    • 雑誌名

      ChemistrySelect

      巻: 3 ページ: 8505-8510

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Chemical Synthesis of Multilayered Nanostructured Perovskite Thin Films with Dielectric Features for Electric Capacitors2018

    • 著者名/発表者名
      Zakaria Mohamed Barakat、Nagata Takahiro、Matsuda Asahiko、Yasuhara Yudai、Ogura Atsushi、Hossain Md. Shahriar A.、Billah Motasim、Yamauchi Yusuke、Chikyow Toyohiro
    • 雑誌名

      ACS Applied Nano Materials

      巻: 1 号: 2 ページ: 915-921

    • DOI

      10.1021/acsanm.7b00310

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Three-Dimensional Macroporous Graphitic Carbon for Supercapacitor Application2018

    • 著者名/発表者名
      R. R. Salunkhe, J. Wang, A. Azhar, J. Lin, V. Malgras, Y. Bando, Mohamed B. Zakaria, A. Ali Alshehri, J. Kim, Y. Yamauchi, K. C.-W. Wu
    • 雑誌名

      ChemistrySelect,

      巻: 3 号: 16 ページ: 4522-4526

    • DOI

      10.1002/slct.201800545

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Gold nanoparticles supported on mesoporous iron oxide for enhanced CO oxidation reaction2018

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Shunsuke, Lin Jianjian, Kaneti Yusuf Valentino, Yusa Shin-ichi, Jikihara Yohei, Nakayama Tsuruo, Zakaria Mohamed Barakat, Alshehri Abdulmohsen Ali, You Jungmok, Hossain Md. Shahriar A., Yamauchi Yusuke
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 10 号: 10 ページ: 4779-4785

    • DOI

      10.1039/c7nr08895g

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cyanide Bridged Coordination Polymer Nanoflakes Thermally Derived Ni3C and fcc-Ni Nanoparticles2017

    • 著者名/発表者名
      Mohamed B. Zakaria, E. M. Ebeid, M. M. Abdel-Galil, T. Chikyow
    • 雑誌名

      New. J. Chem

      巻: 41 号: 24 ページ: 14890-14897

    • DOI

      10.1039/c7nj03311g

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Recent Advances in Prussian Blue and Prussian Blue Analogues: Synthesis and Thermal Treatments2017

    • 著者名/発表者名
      Mohamed B. Zakaria, T. Chikyow
    • 雑誌名

      Coord. Chem. Rev.

      巻: 352 ページ: 328-345

    • DOI

      10.1016/j.ccr.2017.09.014

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Synergetic Nanoporous Mn-Ru Oxides as An Efficient Electrocatalyst for Oxygen Reduction Reaction,2017

    • 著者名/発表者名
      ;Mohamed B. Zakaria, T. Chikyow
    • 雑誌名

      New. J. Chem.,

      巻: 41 号: 16 ページ: 8196-8202

    • DOI

      10.1039/c7nj01408b

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prussian blue derived iron oxide nanoparticles wrapped in graphene oxide sheets for electrochemical supercapacitors2017

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Shunsuke, Salunkhe Rahul R., Kaneti Yusuf Valentino, Malgras Victor, Alshehri Saad M., Ahamad Tansir, Zakaria Mohamed B., Dou Shi Xue, Yamauchi Yusuke, Hossain Md. Shahriar A.
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 7 号: 54 ページ: 33994-33999

    • DOI

      10.1039/c7ra03179c

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dual-textured Prussian Blue nanocubes as sodium ion storage materials2017

    • 著者名/発表者名
      Dae Sik Kima, Mohamed B. Zakariab, Min-Sik Parkd, Azhar Alowasheeir,Saad M. Alshehrie,Yusuke Yamauchi, Hansu Kima
    • 雑誌名

      Electrochimica Acta

      巻: 240 ページ: 300-306

    • DOI

      10.1016/j.electacta.2017.04.054

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 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
  • [学会発表] Layer-by-layer assembly of organic-inorganic sheets into well-defined 3D structures for multiple functional hybrids2018

    • 著者名/発表者名
      Mohamed B. Zakaria
    • 学会等名
      The 69th Colloid and Interfacial Chemistry Debate
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Chemical Synthesis of Multilayered Nanostructured Perovskite Thin Films and Investigation of Dielectric Features2018

    • 著者名/発表者名
      Mohamed B. Zakaria
    • 学会等名
      European Advanced Materials Congress (EAMC)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Graphene-CoNi CPs Hybrid Layers Thermally Derived Well-Retained Graphene-Co2NiO4 Nanocomposite for Hybrid Supercapacitors2018

    • 著者名/発表者名
      Mohamed B. Zakaria
    • 学会等名
      European Advanced Materials Congress (EAMC)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation of Molecular Magnetic Thin Films of Ni-Co Cyano-Bridged Coordination Polymers on Silicon Wafers2018

    • 著者名/発表者名
      Mohamed B. Zakaria, E. M. Ebeid, M. M. Abdel-Galil, T. Chikyow
    • 学会等名
      MANA International Symposium2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Chemical Synthesis of Multilayered Nanostructured Perovskite Thin Films and Investigation of Dielectric Features2018

    • 著者名/発表者名
      Zakaria Mohamed Barakat、Nagata Takahiro、Matsuda Asahiko、Yasuhara Yudai、Ogura Atsushi、Hossain Md. Shahriar A.、Billah Motasim、Yamauchi Yusuke、Chikyow Toyohiro
    • 学会等名
      European Advanced Materials Congress (EAMC)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Graphene-CoNi CPs Hybrid Layers Thermally Derived Well-Retained Graphene-Co2NiO4 Nanocomposite for Hybrid Supercapacitors,2018

    • 著者名/発表者名
      Zakaria Mohamed Barakat、Nagata Takahiro、Matsuda Asahiko、Yasuhara Yudai、Ogura Atsushi、Hossain Md. Shahriar A.、Billah Motasim、Yamauchi Yusuke、Chikyow Toyohiro
    • 学会等名
      European Advanced Materials Congress (EAMC)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Mesostructured SrTiO3/BaTiO3 Hybrid Films by Surfactant-Templated Sol-Gel Pathway with Robust Ferroelectricity2017

    • 著者名/発表者名
      Zakaria Mohamed Barakat、Nagata Takahiro、Matsuda Asahiko、Yasuhara Yudai、Ogura Atsushi、Hossain Md. Shahriar A.、Billah Motasim、Yamauchi Yusuke、Chikyow Toyohiro
    • 学会等名
      IUMRS-ICAM 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Chemical Synthesis of Multilayered Nanostructured Perovskite Thin Films and Investigation of Dielectric Features2017

    • 著者名/発表者名
      Zakaria Mohamed Barakat、Nagata Takahiro、Matsuda Asahiko、Yasuhara Yudai、Ogura Atsushi、Hossain Md. Shahriar A.、Billah Motasim、Yamauchi Yusuke、Chikyow Toyohiro
    • 学会等名
      5th Nano Today Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ;Rational design of Mn-Ru cyano-bridged coordination polymer nanocubes derived well-retained nanoporous Mn-Ru mixed oxides for efficient electrocatalysts, has been accepted for a poster presentation2017

    • 著者名/発表者名
      ;Mohamed B. Zakaria, T. Chikyow
    • 学会等名
      5th Nano Today Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-10-11   更新日: 2024-03-26  

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