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溶液反応化学に立脚したニオブ酸ナトリウムナノキューブの単一粒径化

研究課題

研究課題/領域番号 16K05931
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 無機工業材料
研究機関茨城大学

研究代表者

中島 光一  茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (70420411)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードナノキューブ / ニオブ酸ナトリウム / ソルボサーマル法 / ナノ粒子 / ペロブスカイト型酸化物 / ナノ材料
研究成果の概要

高性能小型電子デバイスや次世代メモリを開発する上で、基板粒子の形態がこれら誘電材料の性能に大きく影響する。とくに基板粒子の大きさ、形状、界面の状態が誘電特性(比誘電率)を決定づける。そこで本研究では、ナノキューブ合成を行った。本研究で対象とした物質はニオブ酸ナトリウム(NaNbO3)である。NaNbO3はペロブスカイト型酸化物で、反強誘電体としての性質を有する。このNaNbO3ナノキューブ化をソルボサーマル法を用いて実施した。メタノールを溶媒としてソルボサーマル合成を行った結果、NaNbO3ナノキューブを得ることができた。電子回折によりNaNbO3は単結晶粒子であった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は基板粒子の形態を制御することにより、誘電特性の向上を目指している。ナノキューブの界面を利用した材料設計なので、有機分子で修飾されていない清浄な表面を有するナノキューブが必要となる。また、物性発現に重要な粒子間の接触界面が大幅に増加するため、これまでにない性能を生み出す潜在的能力を秘めている。そこで本研究では、ソルボサーマル法を用いて反強誘電体としての性質を有するニオブ酸ナトリウム(NaNbO3)のナノキューブ化に取り組んだ。その結果、NaNbO3ナノキューブを合成した。この合成技術は誘電体材料の材料設計のみならず、他の蛍光体や光触媒などの分野へ応用可能な技術であり、波及効果が高い。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Effects of raw materials on NaNbO3 nanocube synthesis via the solvothermal method2018

    • 著者名/発表者名
      Kouichi Nakashima, Yasuharu Toshima, Yoshio Kobayashi, Masato Kakihana
    • 雑誌名

      Journal of Asian Ceramic Societies

      巻: 7 号: 1 ページ: 36-41

    • DOI

      10.1080/21870764.2018.1559913

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Fabrication of silica-coated gold nanorods and investigation of their property of photothermal conversion2017

    • 著者名/発表者名
      T. Inose, T. Oikawa, K. Shibuya, M. Tokunaga, K. Hatoyama, K. Nakashima, T. Kamei, K. Gonda, Y. Kobayashi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 484 号: 2 ページ: 318-322

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2017.01.112

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electric Field Induced Lattice Strain in Pseudocubic Bi(Mg1/2Ti1/2)O3-modified BaTiO3-BiFeO3 Piezoelectric Ceramics2016

    • 著者名/発表者名
      I. Fujii, R. Iizuka, Y. Nakahira, Y. Sunada, S. Ueno, K. Nakashima, E. Magome, C. Moriyoshi, Y. Kuroiwa and S. Wada
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 108 号: 17 ページ: 172903-172903

    • DOI

      10.1063/1.4948264

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ニオブ酸ナトリウムのナノキューブ化に及ぼす出発原料の効果2018

    • 著者名/発表者名
      戸嶋康晴、小林芳男、垣花眞人、中島光一
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第31回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] さまざまなニオブ原料を用いたNaNbO3ナノキューブ合成2017

    • 著者名/発表者名
      戸嶋康晴、小林芳男、垣花眞人、中島光一
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第30回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ソルボサーマル法によるNaNbO3ナノキューブの合成2017

    • 著者名/発表者名
      戸嶋康晴、小林芳男、垣花眞人、中島光一
    • 学会等名
      第28回 日本化学会 関東支部 茨城地区 研究交流会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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