| 研究課題/領域番号 |
18K18806
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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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| 審査区分 |
中区分18:材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
北村 隆行 京都大学, 工学研究科, 教授 (20169882)
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| 研究分担者 |
澄川 貴志 京都大学, 工学研究科, 准教授 (80403989)
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) |
2018-06-29 – 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 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
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| キーワード | 格子欠陥 / ナノひずみ場 / 強誘電性 / 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、原子・格子スケールの微小強誘電体を力学的につくり出すことを目的とし、代表的な格子欠陥である転位とナノ強誘電体に対してその場観察力学試験と量子力学に基づく第一原理解析を行った。転位芯部では自発的な固有ひずみ場が形成されており、この固有ひずみ場によって数結晶格子サイズの強誘電性が発現することを明らかにした。すなわち、転位芯自体が原子・格子スケールの強誘電材料となることを示した。さらに、ナノ強誘電体に対する力学試験・解析を実施し、ひずみと強誘電性の連動効果（マルチフィジックス特性）を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、臨界寸法以下の強誘電性は存在し難いという前例を覆し、格子欠陥が有する固有のひずみ場によって力学的に原子スケールの強誘電体をつくり出す点や、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-強誘電性間の異種物理特性が作用する新しい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、ひずみシリコンなどの応用例のように電子デバイスへの利用が始まっていることから、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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