機能元素超構造解析

2011 年度 研究成果報告書

• 研究領域: 機能元素のナノ材料科学
• 研究課題/領域番号: 19053001
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 幾原 雄一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (70192474)
• 研究分担者: 溝口 照康 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (70422334) ; 柴田 直哉 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (10376501) ; 阿部 英司 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (70354222) ; 着本 享 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 講師 (50346087) ; 佐藤 幸生 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教 (80581991)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2011
• キーワード: 機能元素 / 電子顕微鏡 / ーパント / 粒界 / 界面

研究概要

材料の界面・表面・転位などに局在する異種元素はしばしば材料全体の特性を大きく変える役割を果たす.我々はこのような元素を「機能元素」と位置づけ,その存在位置・存在状態を原子・電子スケールで理解することを主目的とした.本計画班では特に最先端の電子顕微鏡法技術を中心とした粒界・界面・転位等の構造解析により界面機能元素の役割を明らかにすること,その知見を材料設計に展開することを行ってきた.

研究成果

• [雑誌論文] Atom-resolved imaging of ordered defect superstructures at individual grain boundaries (2011)
  • 著者名/発表者名: Z. C. Wang, M. Saito, KP. McKenna, L. Gu, S. Tsukimoto, AL. Shluger and Y. Ikuhara
  • 雑誌名: Nature 巻: [479] ページ: 380-383
• [雑誌論文] Real-Time Direct Observations of Polarization Reversal in a Piezoelectric Crystal: Pb(Mg_<1/3>Nb_<2/3>)O_3-PbTiO_3 Studied via In Situ Electrical Biasing Transmission Electron Microscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Sato, T. Hirayama, and Y. Ikuhara
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 巻: 107 ページ: 187601
• [雑誌論文] Direct imaging of hydrogen-atom columns in a crystal by annular bright-filed electron microscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Ishikawa, E. Okunishi, H. Sawada, Y. Kondo, F. Hosokawa and E. Abe
  • 雑誌名: Nature Mater. 巻: 10 ページ: 278-281
• [雑誌論文] Oxygen-Vacancy Ordering at Surfaces of Lithium Manganese(III,IV) Oxide Spinel Nanoparticles (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Huang, YH. Ikuhara, T. Mizoguchi, SD. Findlay, A. Kuwabara, CAJ. Fisher, H. Moriwake, H. Oki, T. Hirayama and Y. Ikuhara
  • 雑誌名: Ang. Chemie-Int. 巻: [50] ページ: 3053-3057
• [雑誌論文] Dimensionality driven insulator metal transition in A site excess non-stoichiometric perovskites (2010)
  • 著者名/発表者名: Z. C. Wang, M. Okude, M. Saito, S. Tsukimoto, A. Ohtomo, M. Tsukada, M. Kawasaki and Y. Ikuhara
  • 雑誌名: Nature Comm. 巻: 1 ページ: 106-1-7
• [雑誌論文] Field-induced water electrolysis switches an oxide semiconductor from an insulator to a metal (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Ohta, Y. Sato, T. Kato, S. Kim, K. Nomura, Y. Ikuhara and H. Hosono
  • 雑誌名: Nature Comm. 巻: [1] ページ: 118-1-6
• [雑誌論文] Direct Imaging of Hydrogen within a Crystalline Environment (2010)
  • 著者名/発表者名: S. D. Findlay, T. Saito, N. Shibata, Y. Sato, J. Matsuda, K. Asano, E. Akiba, T. Hirayama and Y. Ikuhara
  • 雑誌名: Appl. Phys. Exp. 巻: 3 ページ: 116603-1-116603-3
• [雑誌論文] Atomic Structure of a CeO2 Grain Boundary: The Role of Oxygen Vacancies (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Hojo, T. Mizoguchi, H. Ohta, S. D. Findlay, T. Yamamoto and Y. Ikuhara
  • 雑誌名: Nano Lett. 巻: 10 ページ: 4668-4672
• [雑誌論文] Robust atomic resolution imaging of light elements using scanning transmission electron microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: S.D. Findlay, N. Shibata, H. Sawada, E. Okunishi, Y. Kondo, T. Yamamoto and Y. Ikuhara
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 95 ページ: 191913
• [雑誌論文] Interface Atomic-Scale Structure and Its Impact on Quantum Electron Transport (2009)
  • 著者名/発表者名: Z.C. Wang, M. Saito, S. Tsukimoto and Y. Ikuhara
  • 雑誌名: Advanced Mater. 巻: 21 ページ: 4966
• [雑誌論文] Atomic-scale imaging of individual dopant atoms in a buried interface (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Shibata, S.D. Findlay, S. Azuma, T. Mizoguchi, T. Yamamoto and Y. Ikuhara
  • 雑誌名: Nature Materials 巻: 8 ページ: 654-658
• [雑誌論文] Nanowire design by dislocation technology (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Ikuhara
  • 雑誌名: Progress in Materials Science 巻: 54 ページ: 770-791
• [雑誌論文] Interface structures of gold nanoparticles on TiO2 (110) (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Shibata, A. Goto, K. Matsunaga, T. Mizoguchi, T. Yamamoto and Y. Ikuhara
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 102 ページ: 136015
• [雑誌論文] Direct imaging of reconstructed atoms on TiO2 (110) surfaces (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Shibata, A. Goto, S.Y. Choi, T. Mizoguchi, T. Yamamoto and Y. Ikuhara
  • 雑誌名: Science 巻: 322 ページ: 570-573
• [雑誌論文] Nonstoichiometric dislocation cores in alpha-alumina (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Shibata, M.F. Chisholm, A. Nakamura, S.J. Pennycook, T. Yamamoto and Y. Ikuhara
  • 雑誌名: Science 巻: 316 (5821) ページ: 82-85
• [学会発表] Grain Boundary Dynamics and Atomic Structures in Ceramics (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Ikuhara
  • 学会等名: (Materials Science & Technology 2011 Conference) MS&T'11
  • 発表場所: Columbus, Ohio USA(Invited talk)
  • 年月日: 20111016-20
• [学会発表] ABF STEM Characterization of Light Elements in Ceramics (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Ikuhara
  • 学会等名: Microscopy & Microanalysis 2011
  • 発表場所: Nashville TN, USA(Invited talk)
  • 年月日: 20110807-11
• [学会発表] Direct imaging of individual dopant atoms in buried crystalline interfaces (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Shibata, S.D. Findlay, T. Mizoguchi and Y. Ikuhara
  • 学会等名: 2011 MRS Fall meeting
  • 発表場所: Boston
  • 年月日: 2011-11-28
• [学会発表] Atomic-scale investigations of nano-scale regions in electroceramics through scanning transmission electron microscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Sato, T. Mizoguchi, N. Shibata, T. Yamamoto, T. Hirayama, and Y. Ikuhara
  • 学会等名: 5th Meeting of the International Union of Microbeam Analysis Societies (IUMAS-V)
  • 発表場所: Seoul Olympic parktel, Korea
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] Visualization of Light Elements in Ceramics and Three Dimensional Observations by Cs-corrected STEM (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Ikuhara
  • 学会等名: The 17th IFSM International Microscopy Congress(IMC17)
  • 発表場所: Rio de Janeiro, Brazil
  • 年月日: 20100919-24
• [学会発表] Finding Structure-Property Relationships in Functional Materials by ELNES and First Principles Calculations (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Mizoguchi
  • 学会等名: The 17th International Microscopy Congress (IMC 17)
  • 発表場所: Rio de Janeiro, Brazil
  • 年月日: 2010-09-20
• [図書] Applicaion to Cermic Interface, Scanning Transmission Electron Microscopy: Imaging and analysis (ed. By P. Nellist and S. J. Pennycook) (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Ikuhara and N. Shibata
  • 総ページ数: 467-522
  • 出版者: Springer
• [図書] "微構造観察方法"および"粒界構造解析"、窒化ケイ素セラミック新材料-最近の展開-(日本学術振興会先進セラミックス第124委員会編) (2009)
  • 著者名/発表者名: 柴田直哉、幾原雄一(分担執筆)
  • 総ページ数: 262-288
  • 出版者: 内田老鶴圃
• [図書] 無機機能材料(河本邦仁編) (2009)
  • 著者名/発表者名: 幾原雄一
  • 総ページ数: 37-67
  • 出版者: 東京化学同人
• [図書] 現代界面コロイド化学の基礎(第3版) (2009)
  • 著者名/発表者名: 幾原雄一
  • 総ページ数: 212-5
  • 出版者: 丸善株式会社
• [備考]
  • URL: http://nanodopant.com