三次元原子配置解析に基づく酸化物ガラスの導電性制御原理の解明

• 研究課題/領域番号: 24K01153
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分26020:無機材料および物性関連
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 助永 壮平 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (20432859)
• 研究分担者: 宮田 智衆 東北大学, 多元物質科学研究所, 講師 (10838949) ; 清水 雅弘 京都大学, 工学研究科, 助教 (60704757) ; 柴田 浩幸 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (50250824)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2026年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2025年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2024年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
• キーワード: 酸化物ガラス / 導電率 / 走査透過電子顕微鏡 / 分子動力学法

研究開始時の研究の概要

酸化物ガラスの導電性には、電荷キャリアである金属イオンの種類や濃度だけでなく、その３次元原子配置が大きく影響することが指摘されてきた。しかしながら、同原子配置解析手法が存在しなかったため、金属イオンの原子配置と導電率の関係は未解明である。本課題では、走査透過型電子顕微鏡法を活用した金属原子の３次元配置可視化技術を新たに開発し、ガラス中の金属イオン原子配置を解明し、導電率との相関を調査する。さらに、得られた原子配置と導電率の実測値を分子動力学法に取り込むことで、原子配置から導電率を計算するシミュレータの構築を目的とする。