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希土類4f電子数揺動と巨大負熱膨張

研究課題

研究課題/領域番号 16K13663
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 応用物性
研究機関名古屋大学

研究代表者

竹中 康司  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60283454)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード応用物性 / 無機材料 / 負熱膨張 / アクチュエータ / 無機機能性材料 / 新機能材料 / 熱膨張制御 / 4f電子
研究成果の概要

SmSのSmの一部をYで置換することで、(4f)6と(4f)5(5d)1の電子配置の違いを制御し、3.4%もの大きな体積変化を伴う巨大な負熱膨張を実現した。この体積変化量は、等方的な負熱膨張材料としてはこれまで最大のものである。この負熱膨張は等方的であり、歪や欠陥が入りにくく、機能が安定する点で、大きな工学的メリットを有する。本研究は、材料体積の人為的制御に関する新しい方法論を提示するものである。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 産業財産権 (3件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Giant negative thermal expansion in Fe-doped layered ruthenate ceramics2017

    • 著者名/発表者名
      K. Takenaka, T. Shinoda, N. Inoue, Y. Okamoto, N. Katayama, Y. Sakai, T. Nishikubo, and M. Azuma
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 10 号: 11 ページ: 204701-204701

    • DOI

      10.7567/apex.10.115501

    • NAID

      210000136020

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 単結晶Sm1-xYxSの負熱膨張特性2018

    • 著者名/発表者名
      浅井大悟, 水野陽介, 横山泰範, 岡本佳比古, 片山尚幸, 竹中康司, 鈴木博之, 今中康貴
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] SmSの負熱膨張に対する元素置換効果2017

    • 著者名/発表者名
      浅井大悟、海津瞭一、岡本佳比古、鈴木博之、竹中康司
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Negative thermal expansion induced by microstructural effects in anisotropic thermal expansion materials2017

    • 著者名/発表者名
      K. Takenaka
    • 学会等名
      2nd International Symposium on Negative Thermal Expansion and Related Materials
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Giant Isotropic Negative Thermal Expansion of Sm1-xYxS2017

    • 著者名/発表者名
      D. Asai, Y. Mizuno, R. Kaizu, Y. Yokoyama, Y. Okamoto, N. Katayama, K. Takenaka, H. S. Suzuki, and Y. Imanaka
    • 学会等名
      2nd International Symposium on Negative Thermal Expansion and Related Materials
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SmSの負熱膨張に対する元素置換効果II2017

    • 著者名/発表者名
      浅井大悟, 海津暸一, 横山泰範, 岡本佳比古, 片山尚幸, 竹中康司, 鈴木博之, 今中康貴
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 負熱膨張性フィラーによる複合材料の熱膨張制御2016

    • 著者名/発表者名
      竹中康司
    • 学会等名
      第24回フィラーシンポジウム
    • 発表場所
      ロワジールホテル豊橋(愛知県豊橋市)
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] SmSにおけるSm4f電子数揺動と負熱膨張2016

    • 著者名/発表者名
      海津瞭一、篠田翼、岡本佳比古、竹中康司、鈴木博之、今中康貴
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Magnetovolume and magnetocaloric effects frustrated antiperovskite manganese nitrides2016

    • 著者名/発表者名
      K. Takenaka
    • 学会等名
      8th International Workshop on Spinel Nitrides and Related Materials
    • 発表場所
      Jagdschloss Niederwald(ドイツ・リューデスハイム)
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Magnetovolume effects and negative thermal expansion of antiperovskite manganese nitrides2016

    • 著者名/発表者名
      K. Takenaka
    • 学会等名
      EMN Beijing Meeting 2016
    • 発表場所
      Xijiao Hotel(中国・北京)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 熱膨張制御材料の開発と応用 (新材料・新素材シリーズ)2018

    • 著者名/発表者名
      竹中康司
    • 総ページ数
      205
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781313160
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 一硫化サマリウムの製造方法、体積変化材料、体積制御部材、負熱膨張材料、および化合物材料2017

    • 発明者名
      竹中康司, 岡本佳比古, 海津瞭一
    • 権利者名
      国立大学法人名古屋大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 一硫化サマリウムの製造方法、体積変化材料、体積制御部材、負熱膨張材料、 および化合物材料2017

    • 発明者名
      竹中康司, 岡本佳比古, 海津瞭一
    • 権利者名
      国立大学法人名古屋大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-010547
    • 出願年月日
      2017-01-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] 一硫化サマリウムの製造方法、体積変化材料、および体積制御部材2016

    • 発明者名
      竹中康司, 岡本佳比古, 海津瞭一
    • 権利者名
      国立大学法人名古屋大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-153869
    • 出願年月日
      2016-08-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2019-03-29  

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