| 研究課題/領域番号 |
17H03426
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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 |
材料加工・組織制御工学
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
伊藤 暁彦 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 准教授 (20451635)
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| 研究分担者 |
吉川 彰 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (50292264)
後藤 孝 長岡技術科学大学, 工学研究科, 特任教授 (60125549)
鎌田 圭 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 准教授 (60639649)
且井 宏和 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (70610202)
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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 |
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2018年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2017年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
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| キーワード | 化学気相析出 / 自己組織化 / コーティング / 配向制御 / 共晶 / セラミックス / レーザー工学 / ナノ構造制御 / 光学媒質 |
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| 研究成果の概要 |
本研究課題では、高強度レーザー反応場での高速化学気相析出を利用した高次ナノ構造体のコーティングプロセスを確立した。アルミナ系およびフェライト系のナノ複合膜を合成し、結晶配向やナノ組織形成、機械的、光学的および磁気的性質を明らかにした。
ハフニアや希土類セスキオキサイドは、顕著な自己配向を示し、この成果を基にこれら単結晶厚膜の高速気相合成プロセスを確立した。アルミナ-ハフニア系、アルミナ-希土類セスキオキサイド系において、高次ナノ構造体の形成に成功した。また、ストロンチウムヘキサフェライトやイットリウム鉄ガーネットの高速エピタキシャル成長に成功し、単結晶に匹敵する飽和磁化を確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
セラミックス共晶体の合成は、2000°C以上の超高温融液からの凝固が常識である。もしセラミックス共晶体を気相から直接合成できれば、材料開発および組織設計の自由度が格段に高まり、(i) 共晶体の優れた特性をコーティング化して利用できる、(ii) プロセス温度を、溶融凝固法 (融点) に対して半減できる、(iii) 非平衡の気相プロセスを駆使することで熱力学的には難しい組成域・結晶相を利用した材料組織が設計できる、といった利点がある。これはコーティング分野において、新たな材料設計の可能性を拓くものであり、想定する応用先として、医療用高分解能撮像素子や過酷環境から基材を保護するコーティングがある。
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