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浮遊溶融凝固における準安定相創製クライテリオンの実験的検証

研究課題

研究課題/領域番号 16K06807
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 材料加工・組織制御工学
研究機関千葉工業大学

研究代表者

栗林 一彦  千葉工業大学, 附属研究所, 客員研究員 (70092195)

研究分担者 小澤 俊平  千葉工業大学, 工学部, 准教授 (80404937)
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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードmultiferroic material / 無容器溶融凝固 / 過冷却 / LnFeO3(ln:希土類元素) / 準安定相 / multi-ferroic material / 希土類元素/鉄酸化物 / 浮遊溶融凝固法 / tolerance factor / ガーネット / マルチフェロイック物質 / トレランス因子
研究成果の概要

LnFeO3(Ln:希土類元素)において準安定六方晶LnFeO3(h-LnFeO3)が生成されるTolerance factor(t)の下限値が0.82であるとの仮説を証明すべくLnの一部をScに置換した試料について無容器過冷却凝固実験を行った.置換率をXとした場合,Luでは0<x<0.5,Ybでは0.2<x<0.5,Tmでは0.3<x<0.5,そしてErでは0.45のみh-LnFeO3相が凍結された.Scのイオン半径Scrを91pmとし,Lnサイトの平均半径からtを計算すると,tの下限値はLu,Yb,Tm,Er,でそれぞれ0.82, 0.82, 0.82, 0.83となり仮説と良く符合した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

multiferroic materialは強磁性とと強誘電性を併せ持つ物質であり,高密度の記憶媒体として注目されている物質である.特に本研究で扱った六方晶のLnFeO3(h-LnFeO3)はその有力な候補と目されている物質であるが,その組成および製法は未だ十分には明らかにされていなかった.この点,代表者らが見いだした無容器溶融凝固法によるh-LnFeO3の創製は問題を一気に解決する画期的な研究であり,電子技術の発展に対する寄与はもとより,過冷却誘掖からの準安定相の創製についての熱力学的を明らかにするなど,学術的意義も極めて大きいと言える.

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

    (15件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Constitution of Stable and Metastable Phase Diagrams for TmFeO<sub>3</sub>-ScFeO<sub>3</sub> System by Undercooling Solidification Using the Containerless Technique2018

    • 著者名/発表者名
      Junya Takasaki, Kazuhiko Kuribayashi and Shumpei Ozawa
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 59 号: 3 ページ: 469-474

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2017359

    • NAID

      130006400690

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 無容器浮遊溶融凝固法を用いた TmFeO3-ScFeO3系の 安定-準安定平衡状態図の作成2017

    • 著者名/発表者名
      高先純也 栗林一彦 小澤俊平
    • 雑誌名

      日本金属学会誌

      巻: 81 ページ: 522-526

    • NAID

      130006179629

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Crystallization kinetics in Si-1 at%Sn during rapid solidification in undercooled melt2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kuribayashi, S. Ozawa, K.Nagayama and Y. Inatomi
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 468 ページ: 73-78

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2016.11.041

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Precise Density Measurement of Liquid Titanium by Electrostatic Levitator2017

    • 著者名/発表者名
      S. Ozawa, Y. Kudo, K. Kuribayashi, Y. Watanabe and T. Ishikawa,
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 58 号: 12 ページ: 1664-1669

    • DOI

      10.2320/matertrans.L-M2017835

    • NAID

      130006219307

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Containerless Processing of Metastable Multiferroic Composite in R-Fe-O System (R: Rare-earth element)2016

    • 著者名/発表者名
      K. KURIBAYASHI, R. TAKAHASHI, Y. INATOMI, S. OZAWA and M.S. VIJAYA KUMAR
    • 雑誌名

      International Journal of Microgravity Science and Application

      巻: 33 号: 2 ページ: 330215

    • DOI

      10.15011/jasma.33.330215

    • NAID

      130007842613

    • ISSN
      2188-9783
    • 年月日
      2016-04-30
    • 関連する報告書
      2016 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
  • [学会発表] 浮遊溶融凝固法を用いたLnFeO3(Ln:Lanthanide) - ScFeO3系の非平衡・平衡状態図の作成2018

    • 著者名/発表者名
      高先純也,栗林一彦,宮部達也,早坂燿,小澤俊平
    • 学会等名
      日本マイクログラビティ応用学会第30回学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 浮遊溶融法によるGeおよびGe-1at%Snの急速凝固挙動2018

    • 著者名/発表者名
      栗林一彦,小澤俊平
    • 学会等名
      日本マイクログラビティ応用学会第30回学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Rapid Crystallization of Levitated and Undercooled Ge and Ge-Sn2018

    • 著者名/発表者名
      K. Kuribayashi
    • 学会等名
      12th Asian Microgravity Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] LnFeO3-ScFeO3 系 (Ln : Lu, Yb, Tm ...) における準安定および平衡状態図作製の試み2018

    • 著者名/発表者名
      栗林 一彦、高先 純也、宮部 達也、小澤 俊平
    • 学会等名
      日本金属学会2018年春季講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Tm1-xScxFeO3 (0.0<x<1.0)におけるSc置換による六方晶の安定化に関する検証2017

    • 著者名/発表者名
      高先純也,栗林一彦,小澤俊平
    • 学会等名
      2017年度日本金属学会春季大会
    • 発表場所
      首都大学東京南大沢キャンパス(東京都八王子市)
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 無容器溶融凝固法によるh-LnFeO3 (Ln:Lanthanide)とFe3O4の微細複合化2017

    • 著者名/発表者名
      栗林一彦,小川大樹,小澤俊平
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第173回春季講演大会
    • 発表場所
      首都大学東京南大沢キャンパス(東京都八王子市)
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 無容器浮遊溶融凝固法を用いた ErFeO3-ScFeO3 系の安定-準安定平衡状態図の作成2017

    • 著者名/発表者名
      高先 純也、宮部 達也、栗林 一彦、小澤 俊平
    • 学会等名
      日本金属学会2017年秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸素活量を考慮した電磁浮遊法によるシリコン融体の表面張力測定2017

    • 著者名/発表者名
      板倉真博,小澤俊平,栗林一彦,村越至
    • 学会等名
      日本マイクログラビティ応用学会 第29回学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] LuFeO3-ScFeO3 系における準安定および平衡状態図2017

    • 著者名/発表者名
      栗林一彦,高先純也,小澤俊平
    • 学会等名
      日本マイクログラビティ応用学会 第29回学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Geometrical Condition of Constitutive Ions for Forming Metastable Phase in Sesqui Oxides2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kuribayashi, Y. Kono, J, Takasaki, S. Ozawa, Y. Inatomi and M. S. Vijaya Kumar
    • 学会等名
      11th Asina Microgravity Simposium-2016
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-10-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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