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高温圧電センサを指向した高抵抗新規単結晶材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25288104
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 無機工業材料
研究機関東京工業大学

研究代表者

武田 博明  東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (00324971)

研究分担者 鶴見 敬章  東京工業大学, 大学院理工学研究科, 教授 (70188647)
保科 拓也  東京工業大学, 大学院理工学研究科, 助教 (80509399)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2015年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2014年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2013年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
キーワード圧電結晶 / 結晶育成 / 高温特性 / 燃焼圧センサ / 機械的強度 / 高温物性 / 圧力センサ / 周波数特性
研究成果の概要

本研究では耐熱性を有する新しい圧電センサ材料として、高温で①高い化学安定性・②安定な圧電特性・③高い電気抵抗率を有し、④結晶化が容易であるメリライト型結晶Ca2Al2SiO7(CAS)を見いだした。また、CASおよびCASをベースとしたメリライト型結晶の高品質な大型結晶を育成し、高温電気物性を明らかにし、燃焼圧センサを構造設計・評価することで、同結晶を高温圧電センサへ展開できる基盤を確立した。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 4件、 招待講演 7件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Effect of aluminum substitution on structure and electric properties of langasite family crystals2015

    • 著者名/発表者名
      H. Takeda, J. Yamaura, T. Nishida, T. Hoshina, T. Tsurumi
    • 雑誌名

      Crystal Research & Technology

      巻: 50 号: 12 ページ: 944-949

    • DOI

      10.1002/crat.201500261

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Design and fabrication of acoustic matching layer for lead-free ultrasonic flowmeter2015

    • 著者名/発表者名
      M. Hotate, D. Yoshidome, T. Kojima, T. Hoshina, H. Takeda, T. Tsurumi
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 123 号: 1437 ページ: 317-321

    • DOI

      10.2109/jcersj2.123.317

    • NAID

      130005068631

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of ferroelectric silicate KNbSi<sub>2</sub>O<sub>7</sub> single crystal2014

    • 著者名/発表者名
      A. Sahashi, T. Hoshina, H. Takeda and T. Tsurumi
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 122 号: 1426 ページ: 389-392

    • DOI

      10.2109/jcersj2.122.389

    • NAID

      130004480248

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth and characterization of Ca2Al2SiO7 piezoelectric single crystal for high-temperature sensor applications2013

    • 著者名/発表者名
      Manabu Hagiwara, Hiroaki Noguchi, Takuya Hoshina, Hiroaki Takeda, Shinobu Fujihara, Nobuhiro Kodama, and Takaaki Tsurumi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 52 号: 9S1 ページ: 09KD03-09KD03

    • DOI

      10.7567/jjap.52.09kd03

    • NAID

      210000142842

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calcium aluminate silicate Ca2Al2SiO7 single crystal applicable to piezoelectric sensors at high temperature2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Takeda, Manabu Hagiwara, Hiroaki Noguchi, Takuya Hoshina, Tomoko Takahashi, Nobuhiro Kodama, and Takaaki Tsurumi
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 102 号: 24

    • DOI

      10.1063/1.4811163

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Sr置換ゲーレナイト単結晶の作製と電気的・機械的特性評価2016

    • 著者名/発表者名
      武田博明、吉田京平、奥寺浩樹、Lebbou Kheirreddine、保科拓也、鶴見敬章
    • 学会等名
      第33回強誘電体応用会議
    • 発表場所
      コープイン京都
    • 年月日
      2016-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ゲーレナイト系固溶体結晶の育成と電気・機械特性評価2016

    • 著者名/発表者名
      吉田京平、武田博明、保科拓也、鶴見敬章
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2016年年会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2016-03-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Lead-free piezoelectric single crystals2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Takeda
    • 学会等名
      International Symposium of Ferroelectric Materials Toward Energy Harvesting
    • 発表場所
      龍谷大学アバンティ京都ホール
    • 年月日
      2016-02-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Potential of gehlenite single crystals for piezoelectric sensor applications2016

    • 著者名/発表者名
      H. Takeda, K. Takizawa, K. Yoshida, T. Hoshina, T. Tsurumi
    • 学会等名
      Electronic Materials and Applications 2016
    • 発表場所
      アメリカ・フロリダ・オーランド
    • 年月日
      2016-01-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ゲーレナイト結晶の各種圧電センサ応用へ可能性2015

    • 著者名/発表者名
      武田博明、滝沢健太、吉田京平、保科拓也、鶴見敬章
    • 学会等名
      第35回エレクトロセラミッス研究討論会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2015-10-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Lead-free Electroceramics for High Temperature Use2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Takeda
    • 学会等名
      Materials Science & Technology 2015 (MS&T15)
    • 発表場所
      アメリカ・オハイオ・コロンバス
    • 年月日
      2015-10-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] メリライト型圧電結晶の合成と電気的特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      武田博明、滝沢健太、吉田京平、保科拓也、鶴見敬章
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第28回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Electrical and Mechanical Properties of Gehlenite Single Crystals for High Temperature Sensor Use2015

    • 著者名/発表者名
      H. Takeda, K. Yoshida, M. Hagiwara, T. Hoshina, S. Fujihara, T. Tsurumi1
    • 学会等名
      11th International Conference on Ceramic Materials and Components for Energy and Environmental Applications
    • 発表場所
      カナダ・バンクーバー
    • 年月日
      2015-06-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Electrical and Mechanical Properties of Gehlenite Single Crystals for High Temperature Sensor Use2015

    • 著者名/発表者名
      H. Takeda, K. Yoshida, M. Hagiwara, T. Hoshina, S. Fujihara, T. Tsurumi
    • 学会等名
      11th International Conference on Ceramic Materials and Components for Energy and Environmental Applications
    • 発表場所
      ハイアット・レージェンシー・バンクーバー(カナダ・バンクーバー)
    • 年月日
      2015-06-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲーレン石の圧電センサ応用へ向けた基礎物性評価2015

    • 著者名/発表者名
      吉田京平、野口広昭、保科拓也、武田博明、鶴見敬章
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2015年年会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県・岡山市)
    • 年月日
      2015-03-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Piezoelectric single crystals excluding polar axis for high temperature sensor application2015

    • 著者名/発表者名
      H. Takeda, K. Yoshida, M. Hagiwara, T. Hoshina, S. Fujihara, T. Tsurumi
    • 学会等名
      39th International Conference & Exposition on Advanced Ceramics & Composites
    • 発表場所
      ヒルトン・デイトナビーチ(米国・フロリダ)
    • 年月日
      2015-01-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高温用圧電結晶材料の最近の進展2014

    • 著者名/発表者名
      武田博明
    • 学会等名
      日本結晶成長学会第44回結晶成長国内会議
    • 発表場所
      学習院大学(東京都・豊島区)
    • 年月日
      2014-11-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 人工ゲーレン石の燃焼圧センサ応用へ向けた素子形状の検討2014

    • 著者名/発表者名
      吉田京平、野口広昭、保科拓也、武田博明、鶴見敬章
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第34回エレクトロセラミックス研究討論会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都・目黒区)
    • 年月日
      2014-10-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 高温圧電センサ用単結晶材料の開発状況2014

    • 著者名/発表者名
      武田博明、吉田京平、保科拓也、鶴見敬章、萩原学、藤原忍
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第27回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県・鹿児島市)
    • 年月日
      2014-09-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 人工ゲーレン石の圧縮破壊強度を考慮した燃焼圧センサ素子の設計2014

    • 著者名/発表者名
      吉田京平、武田博明、保科拓也、鶴見敬章
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第27回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県・鹿児島市)
    • 年月日
      2014-09-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] High Temperature Piezoelectric Properties and Mechanical Strength of Ca2Al2SiO7 Single Crystals2014

    • 著者名/発表者名
      H. Takeda, K. Yoshida, M. Hagiwara, T. Hoshina, S. Fujihara, T. Tsurumi
    • 学会等名
      15th International Union of Materials Research Societies, International Conference in Asia
    • 発表場所
      福岡大学(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Piezoelectric Silicate Single Crystals for High Temperature Use

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Takeda, Manabu Hagiwara, Hiroaki Noguchi, Takuya Hoshina, Nobuhiro Kodama and Takaaki Tsurumi
    • 学会等名
      The 2013 International Workshop on Acoustic Transduction Materials and Devices
    • 発表場所
      ペンシルバニア州立大学(米国)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 新規高温圧電センサ材料シリケート系単結晶の電気特性

    • 著者名/発表者名
      萩原学,野口広昭,保科拓也,武田博明,小玉展宏,鶴見敬章
    • 学会等名
      第30回強誘電体応用会議
    • 発表場所
      コープイン京都(京都府)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] High Temperature Electric Properties of Gehlenite Single Crystals Grown by Czochralski Method

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Takeda, Hiroaki Noguchi, Takuya Hoshina and Takaaki Tsurumi, Manabu Hagiwara, Shinobu Fujiwara
    • 学会等名
      The 2013 Joint UFFC, EFTF, and PFM Symposium
    • 発表場所
      Prague Congress Centre(チェコ)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 高温圧電センサ材料用メリライト型単結晶の作製と評価

    • 著者名/発表者名
      武田博明、野口広昭、保科拓也、鶴見敬章、萩原学、藤原忍
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第26回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      信州大学(長野県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] High Temperature Electrical Properties of Gehlenite Single Crystals Grown by Czochralski Method

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Takeda, Hiroaki Noguchi, Takuya Hoshina, Takaaki Tsurumi, Manabu Hagiwara, Shinobu Fujiwara
    • 学会等名
      The 5th China-Japan Symposium on Ferroelectric Materials and Their Applications
    • 発表場所
      Nanlin Hotel(中国)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ゲーレナイトCa2Al2SiO7圧電単結晶の高温電気特性

    • 著者名/発表者名
      萩原学、保科拓也、武田博明、藤原忍、鶴見敬章
    • 学会等名
      第33回エレクトロセラミックス研究討論会
    • 発表場所
      文部科学省研究交流センター(茨城県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] 「高分子圧電材料と無機圧電セラミックスの基礎から応用」第6章 単結晶無機圧電材料2014

    • 著者名/発表者名
      武田博明
    • 総ページ数
      11
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

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