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ナノ複合メソクリスタル強誘電体の創製と巨大誘電・圧電効果の検証

研究課題

研究課題/領域番号 26289240
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 無機材料・物性
研究機関香川大学

研究代表者

馮 旗  香川大学, 工学部, 教授 (80274356)

研究分担者 田中 康弘  香川大学, 工学部, 教授 (10217086)
楠瀬 尚史  香川大学, 工学部, 准教授 (60314423)
連携研究者 楠瀬 尚史  香川大学, 工学部, 准教授 (60314423)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2014年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
キーワードメスクリスタル / ナノ複合体 / 強誘電体 / 結晶構造・組織制御 / 機能性セラミックス
研究成果の概要

本研究は独自で開発したソフト化学反応法で結晶方位を揃えた2種類のナノ結晶からなるナノ複合メソクリスタル強誘電体を合成し、エピタキシャル結晶界面における結晶格子歪みと強誘電、誘電、圧電特性との関係を検証した。BaTiO3/SiTiO3、BaTiO3/CaTiO3、BaTiO3/(Bi0.5Na0.5)TiO3、SrTiO3/(Bi0.5Na0.5)TiO3などのナノ複合メソクリスタルの合成に成功した。ナノ複合メソクリスタルのエピタキシャルナノ結晶界面における結晶格子歪みは強誘電性自発分極の外部電場や外部応力へ応答性を向上させ、圧電定数を7倍、誘電率を5倍向上でき、巨大圧電と誘電効果を実証した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 10件、 査読あり 15件、 謝辞記載あり 13件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Removal of trace arsenic to below drinking water standards using a Mn-Fe binary oxide2017

    • 著者名/発表者名
      Jiefei Li, Hiroki Gyoten, Akinari Sonoda, Qi Feng, and Mei Xue
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 7 号: 3 ページ: 1490-1497

    • DOI

      10.1039/c6ra26806d

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Single-crystalline anatase TiO2 nanoleaf: Simple topochemical synthesis and light-scattering effect for dye-sensitized solar cells2017

    • 著者名/発表者名
      Changdong Chen, Fei Luo, Yuanju Li, Galhenage A. Sewvandi, Qi Feng
    • 雑誌名

      Materials Letters

      巻: 196 ページ: 50-53

    • DOI

      10.1016/j.matlet.2017.03.006

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis of {110}-faceted rutile TiO2 nanocrystals from tetratitanate nanoribbons for improving dye-sensitized solar cell performances2016

    • 著者名/発表者名
      Yi-en Du, Jun Li, Yufang Liu, Xianjun Niu, Fang Guo, and Qi Feng
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 6 号: 12 ページ: 9717-9724

    • DOI

      10.1039/c5ra23451d

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Antiferroelectric Nature of CH3NH3PbI3-xClx Perovskite and Its Implication for Charge Separation in Perovskite Solar Cells2016

    • 著者名/発表者名
      Galhenage A. Sewvandi, Kei Kodera, Hao Ma, Shunsuke Nakanishi, and Qi Feng
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6:30680 号: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1038/srep30680

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Antiferroelectric-to-Ferroelectric Switching in CH3NH3PbI3 Perovskite and Its Potential Role in Effective Charge Separation in Perovskite Solar Cells2016

    • 著者名/発表者名
      Galhenage A. Sewvandi, Dengwei Hu, Changdong Chen, Hao Ma, Takafumi Kusunose, Yasuhiro Tanaka, Shunsuke Nakanishi, and Qi Feng
    • 雑誌名

      Physical Review Applied

      巻: 6 号: 2

    • DOI

      10.1103/physrevapplied.6.024007

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] One-pot synthesis of [111]-/{010} facets coexisting anatase nanocrystals with enhanced dye-sensitized solar cell performance2016

    • 著者名/発表者名
      Yi-en Du, Yang Bai, Yufang Liu, Yanqing Guo, Xuemei Cai, and Qi Feng
    • 雑誌名

      Chemistry Select

      巻: 1 ページ: 6632-6640

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Ferroelectric Mesocrystalline BaTiO3/SrTiO3 Nanocomposites with Enhanced Dielectric and Piezoelectric Responses2015

    • 著者名/発表者名
      Dengwei Hu, Hao Ma, Yasuhiro Tanaka, Lifang Zhao, and Qi Feng
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: Vol. 27 号: 14 ページ: 4983-4994

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.5b01368

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Topochemical Conversion of Protonated Titanate Single Crystal into Platelike Ba0.5Sr0.5TiO3 Mesocrystals with Controllable Microstructu2015

    • 著者名/発表者名
      Dengwei Hu, Xin Luo, Xingang Kong, Yan Wang, Yasuhiro Tanaka, and Qi Feng
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 17 号: 8 ページ: 1758-1764

    • DOI

      10.1039/c4ce02299h

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Mesocrystalline Nanocomposites of TiO2 Polymorphs: Topochemical Mesocrystal Conversion, Characterization, and Photocatalytic Response2015

    • 著者名/発表者名
      Dengwei Hu; Wenxiong Zhang; Yasuhiro Tanaka; Naoshi Kusunose; Yage Peng; Qi Feng
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 15 号: 3 ページ: 1214-1225

    • DOI

      10.1021/cg501616k

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis of [111]- and {010}-Faceted Anatase TiO2 Nanocrystals from Tri-Titanate Nanosheets and Their Photocatalytic and DSSCs Performances2015

    • 著者名/発表者名
      Changdong Chen; Yasushi Ikeuchi; Linfeng Xu; Galhenage A. Sewvandi; Takafumi Kusunose; Yasuhiro Tanaka; Shunsuke Nakanishi; Puhong Wen; Qi Feng
    • 雑誌名

      ) Nanoscale

      巻: 7 号: 17 ページ: 7980-7991

    • DOI

      10.1039/c5nr00069f

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Delithation, Exfoliation and Transformation of Salt-Rock Structural Li2TiO3 to Highly Exposed {010}-Faceted Anatase2015

    • 著者名/発表者名
      Yi-en Du, Dejian Du, Qi Feng, and Xiaojing Yang
    • 雑誌名

      ACS Appl. Mater. Interfaces

      巻: Vol. 7 号: 15 ページ: 7995-8004

    • DOI

      10.1021/acsami.5b00227

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Improved Dispersion Ability of TiO2 Nanoparticles for Efficient Dye-Sensitized Solar Cells2015

    • 著者名/発表者名
      Galhenage A. Sewvandi, Keiji Matosaki, Changdong Chen, Takafumi Kusunose, Yasuhiro Tanaka, Shunsuke Nakanishi, and Qi Feng
    • 雑誌名

      Applied Surface Science

      巻: Vol. 357 ページ: 1658-1665

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2015.10.046

    • 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] Synthesis of {010}-Faceted Anatase TiO2 Nanoparticles from Layered Titanate for Dye-sensitized Solar Cells2014

    • 著者名/発表者名
      Changdong Chen, Galhenage A. Sewvandi, Takafumi Kusunose, Yasuhiro Tanaka, Shunsuke Nakanishi, and Qi Feng
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 16 号: 37 ページ: 8885-8895

    • DOI

      10.1039/c4ce01250j

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Interplay Between Dye Coverage and Photovoltaic Performances of Dye-Sensitized Solar Cells Based on Organic Dyes2014

    • 著者名/発表者名
      Galhenage A. Sewvandi, Changdong Chen, Tomohiko Ishii, Takafumi Kusunose, Yasuhiro Tanaka, Shunsuke Nakanishi, and Qi Feng
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry, Part C

      巻: 118 号: 35 ページ: 20184-20192

    • DOI

      10.1021/jp5058397

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Microwave-Assisted Topochemical Conversion of Layered Titanate Nanosheets to {010}-Faceted Anatase Nanocrystals for High Performance Photocatalyst and Dye-Sensitized Solar Cells2014

    • 著者名/発表者名
      Changdong Chen, Linfeng Xu, Galhenage A. Sewvandi, Takafumi Kusunose, Yasuhiro Tanaka, Shunsuke Nakanishi, and Qi Feng
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 14 号: 11 ページ: 5801-5811

    • DOI

      10.1021/cg501062r

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Size-controlled [111]-Faceted Anatase TiO2 Nanocrystals: Facile Hydrothermal Synthesis Process, Bandgap Blue Shift, Enhanced Photocatalytic and Dye-sensitized Solar Cell Performances2017

    • 著者名/発表者名
      Linfeng Xu, Qi Feng
    • 学会等名
      International Symposium on Advanced Materials: Golden Era in Hydrothermal Research 2017
    • 発表場所
      Kochi
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of Mesocrystalline BaTiO3-Bi0.5Na0.5TiO3 Nanocomposites and Their Ferroelectric Behavior2017

    • 著者名/発表者名
      Wenxiong Zhang and Qi Feng
    • 学会等名
      International Symposium on Advanced Materials: Golden Era in Hydrothermal Research 2017
    • 発表場所
      Kochi
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of Ba3Li2Ti8O20 ceramics by reactive templated grain growth method and dielectric characterization2017

    • 著者名/発表者名
      Hao Ma, Qi Feng
    • 学会等名
      第55回セラミックス基礎科学討論会(2017、1、17、岡山)
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2017-01-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of Mesocrystalline BaTiO3-Bi0.5Na0.5TiO3 Nanocomposites and Their Ferroelectric Behavior2017

    • 著者名/発表者名
      Wenxiong Zhang, Qi Feng
    • 学会等名
      第55回セラミックス基礎科学討論会(2017、1、17、岡山)
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2017-01-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Ba3Li2Ti8O20 and Its Dielectric Behavior2016

    • 著者名/発表者名
      Hao Ma, Qi Feng
    • 学会等名
      日本化学会中国四国支部大会
    • 発表場所
      高松
    • 年月日
      2016-11-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Preparation of Nanoporous Titanate Nanosheet Membrane for Seawater Desalination2016

    • 著者名/発表者名
      Li Yuanju, Qi Feng
    • 学会等名
      日本化学会中国四国支部大会
    • 発表場所
      高松
    • 年月日
      2016-11-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication and Characterization of Ferroelectric Mesocrystalline BaTiO3-Bi0.5Na0.5TiO3 Nanocomposites2016

    • 著者名/発表者名
      Wenxiong Zhang, Hao Ma, Qi Feng
    • 学会等名
      日本化学会中国四国支部大会
    • 発表場所
      高松
    • 年月日
      2016-11-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] RTGG法によるBi0.5Na0.5TiO3系配向セラミックの作製と特性評価2016

    • 著者名/発表者名
      刀谷真史、馬暠、馮旗
    • 学会等名
      第54回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      佐賀
    • 年月日
      2016-01-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication and Characterization of Oriented BaTi4O9 Ceramics Prepared by Template Grain Growth Method2016

    • 著者名/発表者名
      Hao Ma, Qi Feng
    • 学会等名
      第54回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      佐賀
    • 年月日
      2016-01-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Characterization of Ferroelectric Mesocrystalline BaTiO3-Bi0.5Na0.5TiO3 Nanocomposites2016

    • 著者名/発表者名
      Wenxiong Zhang, Hao Ma, Qi Feng
    • 学会等名
      第54回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      佐賀
    • 年月日
      2016-01-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Preparation of Nanoporous Titanate Nanosheet Membrane for Seawater Desalination2016

    • 著者名/発表者名
      Yuanju Li, Qi Feng
    • 学会等名
      第23回 ヤングセラミスト・ミーティング in 中四国
    • 発表場所
      岡山
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 強誘電体光触媒の合成と特性評価2016

    • 著者名/発表者名
      陳 凱平, 馮旗
    • 学会等名
      第23回 ヤングセラミスト・ミーティング in 中四国
    • 発表場所
      岡山
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] NaNbO3配向性圧電セラミックスの作製2015

    • 著者名/発表者名
      三浦秀峰、馮旗
    • 学会等名
      第22回ヤングセラミストミーティングin中四国
    • 発表場所
      高知
    • 年月日
      2015-11-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 鉛フリー圧電体用0.93(Bi0.5Na0.5)TiO3-0.07BaTiO3系配向セラミックスの作製と特性評2015

    • 著者名/発表者名
      刀谷真史、馮旗
    • 学会等名
      第22回ヤングセラミストミーティングin中四国
    • 発表場所
      高知
    • 年月日
      2015-11-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 新規太陽電池と鉛フリー圧電材料の開発2015

    • 著者名/発表者名
      馮旗
    • 学会等名
      ちゅうぎん産学連携セミナー研究発表
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2015-10-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of {010}- and [111]-Faceted Anatase TiO2 Nanocrystals and Their Photocatalytic and Dye-Sensitized Solar Cell Performances2015

    • 著者名/発表者名
      Qi FENG, Changdong CHEN, Yi-en DU, Xiaojing YANG, Yasuhiro TANAKA
    • 学会等名
      Joint AIRAPT-25th & EHPRG-53rd International Conference on High Pressure Science and Technology
    • 発表場所
      Madrid, Spain
    • 年月日
      2015-08-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of Mesocrystalline BaTiO3/SrTiO3 Nanocomposite via Topochemical Mesocrystal Conversion2015

    • 著者名/発表者名
      Dengwei Hu, Qi Feng
    • 学会等名
      第53回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-01-08 – 2015-01-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Hydrothermal synthesis of TiO2 nanocrystals with special facet on surface and their photocatalytic behavior2015

    • 著者名/発表者名
      Linfeng Xu, Changdong Chen, Qi Feng
    • 学会等名
      第53回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-01-08 – 2015-01-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of oriented K1-xNaxNbO3 films by reactive-templated grain growth method2015

    • 著者名/発表者名
      Xin Luo, Dengwei Hu, Qi Feng
    • 学会等名
      第53回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-01-08 – 2015-01-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 構造変換反応によるBaTi4O9板状粒子の合成と配向性セラミックス作製への応用2015

    • 著者名/発表者名
      馬暠、馮旗
    • 学会等名
      第53回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-01-08 – 2015-01-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Dye Anchoring Groups on Dye Adsorption Characteristics of Dye-Sensitized Solar Cells2014

    • 著者名/発表者名
      Galhenage A. Sewvandi, M. Kakimoto, and Qi Feng
    • 学会等名
      The 6th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2014-11-23 – 2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 水熱法による層状チタン酸ナノシートの直接合成2014

    • 著者名/発表者名
      廣瀬和則、馮旗
    • 学会等名
      2014年日本化学会中国四国支部大会
    • 発表場所
      山口
    • 年月日
      2014-11-07 – 2014-11-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Solvothermal Soft Chemical Synthesis of Ferroelectric Mesocrystals2014

    • 著者名/発表者名
      Qi FENG, Xingang KONG, Dengwei HU, Yasuhiro TANAKA
    • 学会等名
      The 4th International Solvothermal and Hydrothermal Association Conference
    • 発表場所
      Bordeaux, France
    • 年月日
      2014-10-26 – 2014-10-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] トポタクチック構造変換反応によるBaTiO3/SrTiO3メソクリスタルナノ複合体の合成2014

    • 著者名/発表者名
      馮旗、胡登衛
    • 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
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 1.Synthesis of {010}- and [111]-Faceted Anatase TiO2 Nanocrystals and Their Photocatalytic and Dye-Sensitized Solar Cell Performances2014

    • 著者名/発表者名
      Qi FENG, Yi-en DU, Xiaojing YANG, Yasuhiro TANAKA
    • 学会等名
      The 5th International Congress on Ceramics
    • 発表場所
      Beijin, China
    • 年月日
      2014-08-17 – 2014-08-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Plate-like Anatase-Rutile Nanocomposite Mesocrystals Derived from Nanocrystals Conversion of Metastable TiO2(B) Twinings2014

    • 著者名/発表者名
      Dengwei Hu, Yasuhiro Tanaka, Shunsuke Nakanishi, Qi Feng
    • 学会等名
      The 5th International Congress on Ceramics
    • 発表場所
      Beijin, China
    • 年月日
      2014-08-17 – 2014-08-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ceda.kagawa-u.ac.jp/kudb/servlet/RefOutController?exeBO=WR4100RBO&monitorID=WR4100S&workType=detail&primaryKey=1000026855&kyoinID=&gyosekiNendo=null&secondaryKey=&dummyKyoinID=

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 教員の紹介

    • URL

      http://www.ceda.kagawa-u.ac.jp/kudb/servlet/RefOutController?exeBO=WR4100RBO&monitorID=WR4100S&workType=detail&primaryKey=1000026855&kyoinID=&gyosekiNendo=null&secondaryKey=&dummyKyoinID=

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] ナノ複合酸化物及びその製造方法2015

    • 発明者名
      馮旗、山本裕一、節晃彦
    • 権利者名
      香川大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-033642
    • 出願年月日
      2015-02-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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