| 研究領域 | 機能元素のナノ材料科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
19053008
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| 研究機関 | 独立行政法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
谷口 尚 独立行政法人物質・材料研究機構, ナノスケール物質萌芽ラボ, グループリーダー (80354413)
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| 研究分担者 |
吉田 英弘 独立行政法人物質・材料研究機構, ナノセラミックスセンター, 主幹研究員 (80313021)
平賀 啓二郎 独立行政法人物質・材料研究機構, ナノセラミックスセンター, グループリーダー (80354190)
大橋 直樹 独立行政法人物質・材料研究機構, 光材料センター, センター長 (60251617)
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| キーワード | 機能元素 / 拡散 / 高圧合成 / 常圧焼結 / イオン打ら込み |
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| 研究概要 |
多様な材料合成プロセス(高圧焼結・結晶成長、固-液相焼結、気相合成、イオン打ち込み法)における先端的な材料創製技術を駆使し、機能附活元素のドーピング制御による多機能材料創製を以下の3テーマにより展開し、以下の成果を得た。
(1)機能附活元素の高圧下ドーピング制御によるワイドギャップ窒化物の特性発現
高純度六方晶窒化ホウ素単結晶の電子線励起による、遠紫外線発光デバイスを試作した。高純度窒化物超硬質焼結体を合成するとともに、その粒界構造をAO1グループとの連携により明らかにし、超硬質焼結体のバルク特性を微細構造制御の観点で制御した。
(2)機能附活元素の熱的・動的特性、および、ナノサイズ領域での構造変調効果として、酸化亜鉛結晶中のドナーであるアルミニウムやガリウムの分布について、急峻な濃度勾配をもつた局所的なドーピング制御が可能であることを実験的に示した。
(3)機能附活元素設計による多機能酸化物の創製
粒界・界面に異種陽イオンをドープしたAl_2O_3、ZrO_2、Y_2O_3等の酸化物多結晶体において、特異な高温塑性の発現やイオン伝導を見出すと共に、その微構造発達過程をAO1およびAO3グループとの連携において調査した。また、分子軌道計算による理論解析を基に、イオン間相互作用と界面におけるイオン拡散・界面エネルギーの相関についての新たな知見を得た。さらに、常圧二段焼結による微細粒・高度緻密化によつて、Yの粒界偏析を伴うY-TZPが高速超塑性や高延性を発現することを見出した。
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