| 研究課題/領域番号 |
17H03145
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械材料・材料力学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
嶋田 隆広 京都大学, 工学研究科, 准教授 (20534259)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2017年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
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| キーワード | 格子欠陥 / 強誘電体 / 磁性 / マルチフィジックス特性 / 第一原理解析 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、機能が喪失する臨界ナノ寸法を克服し、微小な磁性強誘電体（マルチフェロイクス）を見出すことを目的とし、量子力学に基づく第一原理解析によって様々な格子欠陥部に発現する低次元かつ原子スケールの磁性・強誘電性を評価した。点欠陥である原子空孔やアンチサイト欠陥部、線欠陥である転位芯部では、欠陥部に局在化して発現する磁性と強誘電性が見られ、原子スケールのマルチフェロイクスを見出すことに成功した。また、それらの性質は、外部からの力学負荷によって制御できることを示した。さらに、こうした格子欠陥機能を記述する力学モデルを構築することで、複数の格子欠陥から成る複雑系の現象を解析することに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、臨界寸法以下の磁性・強誘電性は存在し難いという点を覆し、格子欠陥によって原子スケールの磁性強誘電体を見出した点や、機能と力学的変形の相互作用であるマルチフィジックス原理を解明し、力学特性-磁性-強誘電性の3異種物理特性が作用する力学を提案する点に学術的意義がある。特に、マルチフィジックス特性は、ひずみ負荷によるシリコンのバンドギャップの変化を利用する「ひずみシリコン」など、電子デバイスへの応用が始まりつつあり、本研究成果によって、より高度なナノデバイス設計や全く新しい技術・製品開発に繋がると考えられる。
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