| 研究課題/領域番号 |
21H04679
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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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| 審査区分 |
中区分32:物理化学、機能物性化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
堀内 佐智雄 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 上級主任研究員 (30371074)
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| 研究分担者 |
熊井 玲児 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (00356924)
石橋 章司 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 上級主任研究員 (30356448)
五月女 真人 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教 (40783999)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-05 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
42,900千円 (直接経費: 33,000千円、間接経費: 9,900千円)
2023年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
2022年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
2021年度: 21,580千円 (直接経費: 16,600千円、間接経費: 4,980千円)
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| キーワード | 誘電体 / 有機結晶 / 相転移 / 結晶構造 / 分光 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
強電場により相転移が生じ分極が急激に増加する性質（メタ誘電性）をもつ誘電体は、電気エネルギーの貯蔵や機械／熱エネルギーとの相互転換機能への利活用の観点から、近年熱い注目を集めている。本研究では、環境適合性の高いエネルギーエレクトロニクスを実現するため、高性能のエネルギー貯蔵・変換機能をもつ有機分子材料の開発を行う。多様な分子自由度を最大限活用し、相変化型誘電体物質の拡充と新奇相を含む多様な強電場相の創出を図るとともに、強電場オペランド計測も活用し、相転移の微視的機構と構造-機能相関を明らかにする。これにより、強電場物質科学の学理の構築と、将来のデバイス開発を加速する材料設計指針の確立を目指す。
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| 研究成果の概要 |
強電場を印加することにより分極が急激に増加する性質をもつ誘電体には、高性能のエネルギー貯蔵・変換機能が期待される。本研究では、強電場により高分極性の強誘電相が誘起される相変化型の有機分子材料の開発を行った。相変化型誘電体物質の拡充と多様な相転換形態の実現を通じて、高分極、低損失動作化、相変換の微視的機構と構造-機能相関の包括的な理解、高性能・高機能化に向けた有効な材料設計指針を得ることができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
巨大な分極変化を示す反強誘電体は、電気エネルギーの貯蔵や機械／熱エネルギーとの相互転換機能への利活用の観点から、近年熱い注目を集めてきた。四角酸で見出した静電エネルギー貯蔵密度と貯蔵効率は、有機分子系の中で群を抜く性能であるだけでなく、重量ベースであれば静電エネルギー貯蔵密度は無機のバルク反強誘電体の最高性能に匹敵、凌駕するレベルにあり、軽量な有機物ならではの優位性を発揮できた意味でも特筆すべき成果である。
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