| 研究課題/領域番号 |
17K19172
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
赤松 寛文 九州大学, 工学研究院, 准教授 (10776537)
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| 研究協力者 |
ゴパラン ヴェンカトラマン
望月 泰英
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | ポーラーメタル / 層状ペロブスカイト / 第一原理計算 / セラミックス / 強誘電体 / 金属 |
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| 研究成果の概要 |
層状ペロブスカイトCa3Ti2O7の中心対称性構造と極性構造の全エネルギー差の電子ドープ量依存性を密度汎関数法に基づいて計算したところ、電子ドープ量が高くなるにつれ、極性構造が中心対称性構造と比較してより安定になることがわかった。また、Ca3Ti2O7粉末試料を固相反応法により合成し、CaH2と混合、真空封入した後加熱することにより、H-イオンドーピングを施した。放射光XRD測定により、結晶構造はポーラーな空間群Cma21に属することが明らかになった。電気抵抗の温度依存性を調べたところ、半導体的な電子伝導性を示すことがわかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
電気的極性を示す(ポーラーな)点群に属する原子構造と金属的な電子構造を併せもつポーラーメタルは必然的に希少になる。このポーラーな構造と金属的電気伝導性を併せ持つ物質内部 および表面の静電的状態は、極めて想像しがたいものであり非常に興味深い。 本研究では、ペロブスカイト型酸化物の90%以上で見られる構造歪みである酸素配位八面体回転が、物質内の伝導キャリアにより阻害されない、強固な構造歪みであることを示した。ポーラーメタルの設計指針に関する大きな知見を得ることに成功したと言える。
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