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イオンダイナミクス解析のためのテラヘルツ分光エリプソメータシステムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 18H01703
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分26020:無機材料および物性関連
研究機関東京工業大学

研究代表者

保科 拓也  東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (80509399)

研究分担者 鶴見 敬章  東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (70188647)
武田 博明  東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (00324971)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2018年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
キーワード強誘電体 / リチウムイオン伝導体 / テラヘルツ計測 / イオンダイナミクス / 誘電体 / 計算科学 / ミリ波・サブミリ波 / エリプソメトリー / イオン伝導体 / テラヘルツ
研究成果の概要

本研究では,テラヘルツ分光エリプソメータシステムを構築し,無機固体材料のミリ波~テラヘルツ波帯域の複素誘電率を測定した.得られた実測データを解析することで,誘電特性あるいはイオン導電性の起源となるイオンダイナミクスの理解を目指した.特に,チタン酸バリウム系強誘電体の秩序-無秩序モード,同物質系のサイズ効果,鉛系リラクサー強誘電体の誘電分極機構,リチウムイオン伝導体におけるイオン拡散とフォノンとの協奏的作用について明らかにすることができた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

超スマート社会や持続可能なエネルギー社会の実現に向けて,セラミックコンデンサや全固体電池への期待がますます高まっている.これらに用いられる材料の誘電特性あるいはイオン導電性の起源を担っているのは外部電場によるイオンの振動あるいは拡散であり,これらの物性を統一的に扱う学問体系の構築が重要である.本研究では,固体中のイオンダイナミクスを実験的に調査するためにテラヘルツ分光エリプソメータシステムを新たに構築し,様々な無機固体材料について誘電特性やイオン伝導性の起源を明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 8件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Crystal growth and characterization of Li<i><sub>x</sub></i>La<sub>(1−</sub><i><sub>x</sub></i><sub>)/3</sub>NbO<sub>3</sub> using Czochralski method2020

    • 著者名/発表者名
      MINEGISHI Shuya、HOSHINA Takuya、TSURUMI Takaaki、LEBBOU Kheirreddine、TAKEDA Hiroaki
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 128 号: 8 ページ: 481-485

    • DOI

      10.2109/jcersj2.20026

    • NAID

      130007883918

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 年月日
      2020-08-01
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Possibility of ferroelectric bismuth and nitrogen co-doped barium titanate2020

    • 著者名/発表者名
      YAMADA Takahiro、TAKEDA Hiroaki、TSURUMI Takaaki、HOSHINA Takuya
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 128 号: 8 ページ: 486-491

    • DOI

      10.2109/jcersj2.20020

    • NAID

      130007883920

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 年月日
      2020-08-01
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Doping effect of Nb on ionic polarization of SrTiO<sub>3</sub>2019

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama Junji, Kanehara Kazuki, Takeda Hiroaki, Tsurumi Takaaki, Hoshina Takuya
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 127 号: 6 ページ: 357-361

    • DOI

      10.2109/jcersj2.19031

    • NAID

      130007658170

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 年月日
      2019-06-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Terahertz dielectric response of nano-grained barium titanate ceramics measured by far-infrared spectroscopic ellipsometry2019

    • 著者名/発表者名
      Liao YuHsun, Takezawa Shuhei, Takeda Hiroaki, Tsurumi Takaaki, Hoshina Takuya
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 号: SL ページ: SLLA07-SLLA07

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab38d2

    • NAID

      210000156903

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of oxygen vacancies on intrinsic dielectric permittivity of strontium titanate ceramics2018

    • 著者名/発表者名
      T. Hoshina, R. Sase, J. Nishiyama, H. Takeda, T. Tsurumi
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 126 号: 5 ページ: 263-268

    • DOI

      10.2109/jcersj2.17250

    • NAID

      130006730899

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 年月日
      2018-05-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Grain size effect on piezoelectric properties of BaTiO3 ceramics2018

    • 著者名/発表者名
      Hoshina Takuya、Hatta Saki、Takeda Hiroaki、Tsurumi Takaaki
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 9 ページ: 0902BB-0902BB

    • DOI

      10.7567/jjap.57.0902bb

    • NAID

      210000149602

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Vibrational dynamics of ferroelectric K(Ta1-xNbx)O3 studied by far-infrared spectroscopic ellipsometry and Raman scattering2018

    • 著者名/発表者名
      2.S. Kojima, Md. Rahaman, R. Sase, T. Hoshina, and T. Tsurumi
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 57 号: 11S ページ: 11UB05-11UB05

    • DOI

      10.7567/jjap.57.11ub05

    • NAID

      210000149787

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] チタン酸バリウム単結晶の部分窒化2020

    • 著者名/発表者名
      山田隆寛、武田博明、鶴見敬章、保科拓也
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2020年年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 複合アニオン化合物の誘電・強誘電特性2020

    • 著者名/発表者名
      保科 拓也
    • 学会等名
      第5回複合アニオンウェブセミナー
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] K(Ta,Nb)Si2O7単結晶の作製と強誘電特性の評価2020

    • 著者名/発表者名
      保科拓也、大沼美穂、菅幸生、安原颯、武田博明、鶴見敬章
    • 学会等名
      第40回電子材料研究討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] LiNbO3-Co4Nb2O9固溶体のイオン伝導率評価2020

    • 著者名/発表者名
      冨山 尚大、安原 颯、保科 拓也、鶴見 敬章
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 2021年年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Terahertz Dielectric Response of Nano-Grained Barium Titanate Ceramics Measured by Far-Infrared Spectroscopic Ellipsometry2019

    • 著者名/発表者名
      YuHsun Liao, Shuhei Takezawa, Hiroaki Takeda, Takaaki Tsurumi, Takuya Hoshina
    • 学会等名
      第36回強誘電体応用会議
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] THz dielectric property of relaxor ferroelectric PMN-PT crystal measured by far-infrared ellipsometry2019

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kuhara, Hiroaki Takeda, Takaaki Tsurumi, Takuya Hoshina
    • 学会等名
      The 11th International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] THz Dielectric Response of Ferroelectric Relaxors Measured by Far-Infrared Ellipsometer2019

    • 著者名/発表者名
      Takuya Hoshina, Naoki Kuhara, Shuhei Takezawa, Hiroaki Takeda, Takaaki Tsurumi
    • 学会等名
      ISAF-ICE-EMF-IWPM-PFM 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Terahertz dielectric property of fine grained BaTiO3 ceramics2019

    • 著者名/発表者名
      YuHsun Liao, Shuhei Takezawa, Hiroaki Takeda, Takaaki Tsurumi, Takuya Hoshina
    • 学会等名
      The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of nitrogen doping on crystal structure and ferroelectric phase transition of BaTiO32018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Hoshina, Junji Nishiyama, Yuka Morimoto, Hiroaki Takeda, Takaaki Tsurumi
    • 学会等名
      The 10th Japan and China Symposium on Ferroelectric Materials and Their Applications
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Crystal structure and ferroelectric phase transition of barium titanium oxynitride2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Hoshina, Yuka Morimoto, Junji Nishiyama, Hiroaki Takeda, Takaaki Tsurumi
    • 学会等名
      12th Japan-Korea Conference on Ferroelectrics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] THz Dielectric Response Derived from Polar Clusters in BaTiO3-Based Materials2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Hoshina, Hiroaki Takeda, Takaaki Tsurumi
    • 学会等名
      The 6th International Workshop on Relaxor Ferroelectrics (IWRF-6)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Vibrational dynamics of ferroelectric K(Ta1-xNbx)O3 studied by far-infrared spectroscopic ellipsometry and Raman scattering2018

    • 著者名/発表者名
      S. Kojima, M. M. Rahaman, R. Sase, T. Hoshina, T. Tsurumi
    • 学会等名
      2018 ISAF-FMA-AMF-AMEC-PEM Joint Conference (IFAAP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ion dynamics of SrTiO3-LiTaO3 ceramics studied by far-infrared spectroscopic ellipsometry2018

    • 著者名/発表者名
      S. Takezawa, T. Hoshina, H. Takeda, T. Tsurumi
    • 学会等名
      2018 ISAF-FMA-AMF-AMEC-PEM Joint Conference (IFAAP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 遠赤外エリプソメータを用いたイオンダイナミクス解析2018

    • 著者名/発表者名
      保科 拓也, 竹沢 周平, 佐瀬 瑠一, 武田 博明, 鶴見 敬章
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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