| 研究課題/領域番号 |
22K14600
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
小澤 孝拓 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (20910144)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 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 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
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| キーワード | 水素 / ニッケル酸化物 / ペロブスカイト / 金属絶縁体転移 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ペロブスカイト型ニッケル酸化物において水素吸蔵に伴う金属絶縁体転移が近年報告された. 機構解明には水素の構造解析と電子状態の理解が欠かせず, その機構は未だ明らかでない. 本研究では種々の希土類元素を含むエピタキシャル薄膜を用い, 独自開発したチャネリングNRAによる水素位置の同定, および抵抗測定と組み合わせた光電子分光と紫外可視分光による電子状態の解析により, 水素による絶縁体転移の機構を明らかにする. またPt触媒を用いない水素化手法を確立し, 高濃度水素化による新奇物性の探索を行う.
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| 研究成果の概要 |
共鳴核反応法を用いた水素濃度測定と電気伝導測定のin-situ測定により, その場で水素化したペロブスカイト型ニッケル酸化物ReNiO3の水素濃度と電気抵抗の関係を調べた. 実験にはSmNiO3, NdNiO3, LaNiO3のエピタキシャル薄膜を用いた. 従来提唱されていたモデルと異なり, 水素濃度x=0.5で金属絶縁体転移することを初めて明らかにした. x<0.5の前駆状態では伝導特性にReによる違いが見られた一方, x=0.5の絶縁相はReの元素によらないペロブスカイト型ニッケル酸化物の普遍的な性質であることが示唆された.
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年, 水素エネルギーの機運の高まりととも水素駆動デバイスや水素ガスセンサーなどの研究開発が熱心に行われている. 特にペロブスカイト型酸化物は様々な場面で注目され, それらへの応用開発には, 酸化物と水素の相互作用の基礎的理解が欠かせない. 本研究では共鳴核反応法を用いた水素濃度測定を用い, ペロブスカイト型ニッケル酸化物の水素と電気伝導特性の関係を詳細に調べた. 水素濃度0.5の絶縁体相の存在を実験的に明らかにした.
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