| 研究課題/領域番号 |
18K03500
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
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| 研究機関 | 愛知工業大学 |
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研究代表者 |
上羽 牧夫 愛知工業大学, 基礎教育センター, 客員教授 (30183213)
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| 研究分担者 |
勝野 弘康 北海道大学, 低温科学研究所, 博士研究員 (70377927)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 結晶のカイラリティ転換 / ヴィエドゥマ熟成 / 温度循環 / 結晶多型 / 結晶サイズ分布 / 準安定状態 / カイラリティ転換 / カイラル結晶化 / 結晶多形 / トポロジカル結晶絶縁体 / ステップバンチング / 結晶成長 / サイズ分布関数 |
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| 研究成果の概要 |
ある種の分子は左右の型を持ち溶液中で左右が容易に転換し両方の型の分子は別々に結晶となる．また左右の区別を持たない分子でも水晶のように結晶構造が左右の型を持つ物質がある．これらの物質で溶液中の微結晶粉末を粉砕攪拌し続ける，あるいは溶液温度の昇降を繰り返すと，左右等量だった微結晶が全てどちらか一方の型になってしまう．このような驚異的な現象を，分子クラスターが結晶成長に寄与することに着眼し，クラスターのサイズ分布を研究して説明した．またこの機構を応用すれば，安定結晶をエネルギー的に不利な準安定結晶に転換するという一見自然法則に反するようなこともことが可能になることを理論的に示した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
この研究で提案したカイラルクラスターの結晶化による結晶や分子のカイラリティ転換モデルは，結晶粉砕や温度循環の方法によるほとんどの実験結果と整合する最有力なモデルと言える．詳細な解析で温度循環法の中心となる過程が，高温期に溶液中のクラスターによって多数派相の溶解が抑えられることにあることを示した．これらの方法は，適切な条件がそろえばエネルギー的に不利な準安定多型結晶を安定結晶から簡単に作り出すことを可能としうる．この研究は異常現象の機構解明にとどまらず，工学的にも重要なものになりうる．
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