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酸化物エピタキシャル全固体薄膜Liイオン電池の創成

研究課題

研究課題/領域番号 22760518
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 無機材料・物性
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

大西 剛  独立行政法人物質・材料研究機構, 材料研究機構・国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, MANA研究者 (80345230)

研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2010年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード機能性セラミックス / マイクロ・ナノデバイス / MBE、エピタキシャル
研究概要

全固体Liイオン電池の超高出力化を最終目標として、正極活物質であるLiCoO_2と大気中で安定且つ高いイオン伝導性をもつ酸化物固体電解質Li_<0.33>La_<0.56>TiO_3のエピタキシャル薄膜化、および配向制御に成功した。また、集電体材料としてSrRuO_3、Sr_2RuO_4、Sr_3Ru_2O_7のエピタキシャル薄膜化に成功し、蒸発等で失われやすいLiやRuを含むこれら化合物の薄膜組成制御方法を確立した。各々の薄膜はバルク単結晶と同等な特性(充放電容量、イオン伝導性、電子伝導性)を示した。

報告書

(4件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (53件)

すべて 2013 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (22件) (うち査読あり 22件) 学会発表 (31件)

  • [雑誌論文] Silicon nitride thin film electrode for lithium-ion batteries2013

    • 著者名/発表者名
      N. Suzuki, R.B. Cervera, T. Ohnishi, K. Takada
    • 雑誌名

      J. Power Sources

      巻: 231 ページ: 186-189

    • DOI

      10.1016/j.jpowsour.2012.12.097

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-rate Growth of High-crystallinity LiCoO_2 Epitaxial Thin Films by Pulsed Laser Deposition2012

    • 著者名/発表者名
      T. Ohnishi, K. Takada
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 5 号: 5 ページ: 055502-055502

    • DOI

      10.1143/apex.5.055502

    • NAID

      10030593847

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Orientation Control of Li-ion Conducting Epitaxial Li_<0.33>La_<0.56>TiO_3 Solid Electrolyte Thin Films by Pulsed Laser Deposition2012

    • 著者名/発表者名
      T. Ohnishi, K. Takada
    • 雑誌名

      Solid State Ionics

      巻: 228 ページ: 80-82

    • DOI

      10.1016/j.ssi.2012.10.001

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interfacial phenomena in solid-state lithium battery with sulfide solid electrolyte2012

    • 著者名/発表者名
      K. Takada, T. Ohnishi
    • 雑誌名

      Solid State Ionics

      巻: 225 ページ: 594-597

    • DOI

      10.1016/j.ssi.2012.01.009

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nazca Lines by La ordering in La_<2/3-2x>Li_<3x>TiO_3 ion-conductive perovskite2012

    • 著者名/発表者名
      K. Mitsuishi, T. Ohnishi, T. Takada
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 101 号: 7 ページ: 073903-073903

    • DOI

      10.1063/1.4744886

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a New Laser Heating System for Thin Film Growth by Chemical Vapor Deposition2012

    • 著者名/発表者名
      E. Fujimoto
    • 雑誌名

      REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS

      巻: 83 号: 9

    • DOI

      10.1063/1.4748126

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tantalum oxide nanomesh as self-standing one nanometre thick electrolyte2011

    • 著者名/発表者名
      X. Xiaoxiong, T. Takada, T. Ohnishi
    • 雑誌名

      Energy & Environmental Science

      巻: 4 号: 9 ページ: 3509-3512

    • DOI

      10.1039/c1ee01389k

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-organized core-shell structure for high-power electrode in solid-state lithium batteries2011

    • 著者名/発表者名
      X. Xiaoxiong, K. Takada, T. Ohnishi
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 23 号: 17 ページ: 3798-3804

    • DOI

      10.1021/cm103665w

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Epitaxial thin film growth of SrRuO_3, Sr_3Ru_2O_7, and Sr_2RuO_4 from a SrRuO_3 Target by pulsed laser deposition2011

    • 著者名/発表者名
      T. Ohnishi, K. Takada
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 4 号: 2 ページ: 025501-025501

    • DOI

      10.1143/apex.4.025501

    • NAID

      10027783545

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth of Ruddlesden-Popper type faults in Sr-excess SrTiO(3) homoepitaxial thin films by pulsed laser deposition2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Tokuda, S.Kobayashi, T.Ohnishi, T.Mizoguchi, N.Shibata, Y.Ikuhara, T.Yamamoto
    • 雑誌名

      APPLIED PHYSICS LETTERS

      巻: 99 号: 17 ページ: 173109-173109

    • DOI

      10.1063/1.3656340

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strontium vacancy clustering in Ti-excess SrTiO_3 thin film2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Tokuda, S.Kobayashi, T.Ohnishi, T.Mizoguchi, N.Shibata, Y.Ikuhara, T.Yamamoto
    • 雑誌名

      APPLIED PHYSICS LETTERS

      巻: 99 号: 3 ページ: 33110-33110

    • DOI

      10.1063/1.3616136

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cation off-stoichiometric SrMnO delta thin film grown by pulsed laser deposition2011

    • 著者名/発表者名
      S. Kobayashi, Y. Tokuda, T. Ohnishi, T. Mizoguchi, N. Shibata, Y. Sato, Y. Ikuhara and T. Yamamoto
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science

      巻: 46[12] 号: 12 ページ: 4354-4360

    • DOI

      10.1007/s10853-010-5103-2

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polarity replication across m-plane GaN/ZnO interfaces2011

    • 著者名/発表者名
      A.Kobayashi
    • 雑誌名

      APPLIED PHYSICS LETTERS

      巻: 99 号: 18

    • DOI

      10.1063/1.3659008

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polarity of heavily doped ZnO films grown on sapphire and SiO2 glass substrates by pulsed laser deposition2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Adachi, et al
    • 雑誌名

      Thin Solid Films

      巻: 519 号: 18 ページ: 5875-5881

    • DOI

      10.1016/j.tsf.2011.02.087

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Epitaxial thin film growth of SrRuO_3, Sr_3Ru_2O_7, and Sr_2RuO_4 from a SrRuO_3 Target by pulsed laser deposition2011

    • 著者名/発表者名
      T.Ohnishi
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Express

      巻: 4

    • NAID

      10027783545

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quality control of epitaxial LiCoO_2 thin films grown by pulsed laser deposition2010

    • 著者名/発表者名
      T. Ohnishi, K. Takada
    • 雑誌名

      J. Mater. Res.

      巻: 25 号: 10 ページ: 1886-1889

    • DOI

      10.1557/jmr.2010.0250

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lithium silicon sulfide as an anode material in all-solid-state lithium batteries2010

    • 著者名/発表者名
      B.T. Hang, T. Ohnishi, K. Takada
    • 雑誌名

      J. Power Sources

      巻: 195 号: 10 ページ: 3323-3327

    • DOI

      10.1016/j.jpowsour.2009.11.136

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quality control of epitaxial LiCoO_2 thin films grown by pulsed laser deposition2010

    • 著者名/発表者名
      T.Ohnishi
    • 雑誌名

      J.Mater.Res.

      巻: 25 ページ: 1886-1889

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of polar direction of AlN grown by metal-organic vapor phase epitaxy using coaxial impact collision scattering spectroscopy2010

    • 著者名/発表者名
      Masataka. Imura
    • 雑誌名

      Phys.Stat.Solidi C

      巻: 7 ページ: 2365-2367

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lithium silicon sulfide as an anode material in all-solid-state lithium batteries2010

    • 著者名/発表者名
      Buithi Hang
    • 雑誌名

      J.Power Sources

      巻: 195 ページ: 3323-3327

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of anatase thin film with perfect c-axis orientation on glass substrate promoted by two dimensional perovskite nanosheet seed laser2010

    • 著者名/発表者名
      T.Shibata
    • 雑誌名

      Cryst.Growth Design

      巻: 10 ページ: 3787-3793

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Device size dependence of resistance switching performance in metal/manganite/metal trilayers2010

    • 著者名/発表者名
      G.Sugano
    • 雑誌名

      Mater.Sci.Eng.B

      巻: 173 ページ: 3-6

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] PLD法によるイオン伝導性Li_<0.33>La_<0.56>TiO_3エピタキシャル薄膜の作製2013

    • 著者名/発表者名
      大西剛
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学、松山
    • 年月日
      2013-09-13
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] COMPOSITION CONTROL OF Li-La-Ti-O THIN FILMS BY PULSED LASER DEPOSITION2013

    • 著者名/発表者名
      T. Ohnishi
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Solid State Ionics
    • 発表場所
      国立京都国際会館,京都
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Crystal Phase Control of Li-La-Ti-O Thin Films by PLD and Their Li-ion Conduction2013

    • 著者名/発表者名
      T. Ohnishi
    • 学会等名
      2013 MRS Spring Meeting & Exhibit
    • 発表場所
      Moscone West,San Francisco,US
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] PLD法によるLi-La-Ti-O薄膜の結晶相制御とLiイオン伝導 / PLD法によるLi-La-Ti-O薄膜の結晶相制御とLiイオン伝導2012

    • 著者名/発表者名
      大西剛
    • 学会等名
      第38回固体イオニクス討論会
    • 発表場所
      京都テルサ、京都
    • 年月日
      2012-12-05
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Li_<0.33>La_<0.55>TiO_3 Epitaxial Thin Film Growth on Nb doped SrTiO_3 Substrate2012

    • 著者名/発表者名
      T. Ohnishi
    • 学会等名
      IUMRS-ICEM 2012
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama, 横浜
    • 年月日
      2012-09-26
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Li_<0.33>La_<0.55>TiO_3 epitaxial thin film growth on conductive single crystal substrate2012

    • 著者名/発表者名
      T. Ohnishi
    • 学会等名
      The 6^<th> International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC-6)
    • 発表場所
      Mielparque Yokohama, 横浜
    • 年月日
      2012-06-27
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Epitaxial thin film growth of oxide solid electrolyte: Li_<0.33>La_<0.55>TiO_32012

    • 著者名/発表者名
      T. Ohnishi
    • 学会等名
      The 8^<th> International Nanotechnology Conference on Communication and Cooperation (INC8)
    • 発表場所
      AIST Auditorium, つくば
    • 年月日
      2012-05-08
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] PLD法によるLi-La-Ti-O薄膜の結晶相制御とLiイオン伝導2012

    • 著者名/発表者名
      大西剛
    • 学会等名
      第38回固体イオニクス討論会
    • 発表場所
      京都テルサ,京都
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Li0.33La0.55TiO3 epitaxial thin film growth on conductive single crystal substrate2012

    • 著者名/発表者名
      T. Ohnishi
    • 学会等名
      The 6th International Conference on the Science and Technology for Advance Ceramics (STAC-6)
    • 発表場所
      Mielparque-Yokohama,横浜
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Li0.33La0.55TiO3 Epitaxial Thin Film Growth on Nb doped SrTiO3 Substrate2012

    • 著者名/発表者名
      T. Ohnishi
    • 学会等名
      IUMRS-ICEM 2012
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama,横浜
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Epitaxial thin film growth of oxide solid electrolyte: Li0.33La0.55TiO32012

    • 著者名/発表者名
      T. Ohnishi
    • 学会等名
      The7th International Nanotechnology Conference on Communication and Cooperation (INC7)
    • 発表場所
      AIST Auditorium,つくば
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] PLD法によるイオン伝導性Li0.33La0.56TiO3エピタキシャル薄膜の作製2012

    • 著者名/発表者名
      大西剛
    • 学会等名
      第73回 応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学,松山
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 組成制御PLD法による高品質エピタキシャルLiCoO_2薄膜の作製2011

    • 著者名/発表者名
      大西剛
    • 学会等名
      第37回固体イオニクス討論会
    • 発表場所
      白兎会館、鳥取
    • 年月日
      2011-12-07
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 組成制御PLD法による高品質エピタキシャルLiCoO2薄膜の作製2011

    • 著者名/発表者名
      大西剛
    • 学会等名
      第37回固体イオニクス討論会
    • 発表場所
      白兎会館,鳥取市
    • 年月日
      2011-12-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 導電性単結晶基板上へのLi_<0.33>La_<0.55>TiO_3薄膜のエピタキシャル成長2011

    • 著者名/発表者名
      大西剛
    • 学会等名
      第52回電池討論会
    • 発表場所
      タワーホール船堀、江戸川区
    • 年月日
      2011-10-20
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 導電性単結晶基板上へのLi0.33La0.55TiO3薄膜のエピタキシャル成長2011

    • 著者名/発表者名
      大西剛
    • 学会等名
      第52回電池討論会
    • 発表場所
      タワーホール船堀,江戸川区
    • 年月日
      2011-10-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Nanometer-scale interfacial design for solid-state lithium batteries2011

    • 著者名/発表者名
      T. Ohnishi, K. Takada
    • 学会等名
      The 7^<th> International Nanotechnology Conference on Communication and Cooperation (INC7)
    • 発表場所
      College of Nanoscale Science and Engineering, Albany, USA
    • 年月日
      2011-05-19
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Nanometer-scale interfacial design for solid-state lithium batteries2011

    • 著者名/発表者名
      T.Ohnishi
    • 学会等名
      The Seventh International Nanotechnology Conference on Communication and Cooperation (INC7)
    • 発表場所
      College of Nanoscale Science and Engineering, Albany, USA(招待講演)
    • 年月日
      2011-05-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] パルスレーザー堆積法:理想と現実2011

    • 著者名/発表者名
      大西剛
    • 学会等名
      酸化物特異構造の形成と機能創発ワークショップ
    • 発表場所
      東京工業大学すずかけ台キャンパス、横浜
    • 年月日
      2011-01-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Quality control of LiCoO_2 epitaxial thin films by Pulsed Laser Deposition2010

    • 著者名/発表者名
      T. Ohnishi
    • 学会等名
      2010 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      Hynes Convention Center, Boston, USA
    • 年月日
      2010-12-02
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Quality control of LiCoO_2 epitaxial thin films by Pulsed Laser Deposition2010

    • 著者名/発表者名
      T.Ohnishi
    • 学会等名
      2010 MRS Fall meeting
    • 発表場所
      Hynes Convention Center, Boston, US
    • 年月日
      2010-11-29
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] PLD法によるエピタキシャルLi_<0.33>La_<0.55>TiO_3薄膜の作製2010

    • 著者名/発表者名
      大西剛
    • 学会等名
      第51回電池討論会
    • 発表場所
      愛知県産業労働センター、名古屋
    • 年月日
      2010-11-09
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] PLD法によるエピタキシャルLi_<0.33>L_<0.55>TiO_3薄膜の作製2010

    • 著者名/発表者名
      大西剛
    • 学会等名
      第51回電池討論会
    • 発表場所
      愛知県産業労働センター、名古屋
    • 年月日
      2010-11-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] SrTiO_3のPLD成長における励起過程 組成制御2010

    • 著者名/発表者名
      大西剛
    • 学会等名
      第6回励起ナノプロセス研究会
    • 発表場所
      ビッグ・アイ国際障害者交流センター、大阪
    • 年月日
      2010-11-03
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2010 実績報告書
  • [学会発表] Formation of SrRuO_3, Sr_3Ru_2O_7 and Sr_2RuO_4 thin films from a SrRuO_3 target by pulsed laser deposition2010

    • 著者名/発表者名
      T. Ohnishi
    • 学会等名
      The 17^<th> International Workshop on Oxide Electronics (WOE17)
    • 発表場所
      淡路島夢舞台国際会議場、淡路
    • 年月日
      2010-09-21
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Formation of SrRuO_3, Sr_3Ru_2O_7, and Sr_2RuO_4 from a SrRuO_3 Target by pulsed laser deposition2010

    • 著者名/発表者名
      T.Ohnishi
    • 学会等名
      17^<th> International Workshop on Oxide Electronics (WOE17)
    • 発表場所
      淡路島夢舞台国際会議場、淡路島
    • 年月日
      2010-09-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Pulsed Laser Deposition: SrRuO_3ターゲットを用いたSrRuO_3、Sr_3Ru_2O_7、Sr_2RuO_4薄膜の作製2010

    • 著者名/発表者名
      大西剛
    • 学会等名
      第71回 応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学文教キャンパス、長崎
    • 年月日
      2010-09-15
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] SrTiO_3(100表面の劣化2010

    • 著者名/発表者名
      大西剛
    • 学会等名
      2010年秋季 第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学文教キャンパス、長崎
    • 年月日
      2010-09-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Pulsed Laser Deposition : SrRuO_3ターゲットを用いたSrRuO_3、Sr_3Ru_2O_7、Sr_2RuO_4薄膜の作製2010

    • 著者名/発表者名
      大西剛
    • 学会等名
      2010年秋季 第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学文教キャンパス、長崎
    • 年月日
      2010-09-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] High Quality Thin Film Synthesis of LiCoO_2 by Composition Controlled Pulsed Laser Deposition2010

    • 著者名/発表者名
      T. Ohnishi
    • 学会等名
      The 4^<th> International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC-4)
    • 発表場所
      Mielparque Yokohama, 横浜
    • 年月日
      2010-06-23
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] High quality thin film synthesis of LiCoO2 by composition controlled pulsed laser deposition2010

    • 著者名/発表者名
      T.Ohnishi
    • 学会等名
      Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC-4)
    • 発表場所
      メルパルク横浜、横浜
    • 年月日
      2010-06-21
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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