| 研究領域 | ３Ｄ活性サイト科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
26105008
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
若林 裕助 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (40334205)
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| 研究分担者 |
高橋 敏男 東京学芸大学, 教育学部, 研究員 (20107395)
虻川 匡司 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (20241581)
田尻 寛男 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 研究員 (70360831)
白澤 徹郎 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (80451889)
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| 研究期間 (年度) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| キーワード | 物性実験 / 表面・界面物性 / X線 / 時分割測定 / 有機半導体 / 遷移金属酸化物 / 電池材料 |
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| 研究実績の概要 |
表面は触媒反応や電気化学反応の場であり、界面はトランジスタに代表される電子デバイスの機能を生じる場である。近年の金属酸化物の成膜技術の向上，あるいは有機半導体を利用した発光デバイスの実用化等に伴い，様々な物質の表面・界面の物性が応用上も重要になっている。多様な応用を持つ表面・界面の性質を微視的に理解するため，原子分解能，あるいは分極が観測できるピコメートル分解能の構造観測の必要性が高まってきた。また，特に触媒研究などで問題となるのが，非平衡・非定常な状況の理解である。そのため表面構造を，時間分解能を持って観測する事が求められているが，その実現は極めて難しい。本計画班では，【課題1】時分割 CTR 散乱測定法の開発，【課題2】 CTR散乱原子イメージングによる表面・界面構造物性研究の確立，【課題3】 CTR散乱原子イメージングの普及に向けた自動解析手法の開発，の3つの目標を立て，表面・界面構造解析を基盤とした物性研究を推進する。
26年度には，課題1について初期の目標を概ね達成した。27年度は，時分割測定の応用研究の遂行を行い，時分割研究の課題2への移行を目指した。課題2については，試料班との連携研究を中心に研究を進めた。さらに課題3に着手した。28年度には，【課題2'】として固液界面の構造物性研究という，より具体的な目標を立てて研究を進めた。光触媒TiO2の親水性-疎水性変化に対応する表面構造の変化を明らかにした。また，ペロブスカイト型酸化物薄膜の中の酸素八面体結合角が，基板と膜の間に挟むわずか1nm厚のバッファ層によって制御される様を観測した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
初年度に完成した時分割装置を利用した物性研究が順調に開始し，TiO2の疎水性-親水性変化に対応する構造変化を観測した。
前倒しで開始した解析ソフトウェア（課題3に対応）については，実用テストを行いつつ順調に改善を進めている。最低限の機能は果たすようになったため，ソフトウェア開発で論文を準備中である。
固液界面の研究については，電池材料，スーパーキャパシターのような，エネルギーデバイスの研究を進めており，結果が出始めている。
多数の結果が並行して得られているが，その結果として最終的に論文としてまとめきれていない事を考慮し，概ね順調と判断している。
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| 今後の研究の推進方策 |
課題２に掲げた物性研究については2年目に大きく測定対象を広げた。結果をまとめる必要があるが，手を広げすぎたために3年目の間に論文にまとめきれなかったものが多い。4年目では論文にまとめる事を優先する。
固液界面について，どの界面が最も面白い結果になるか，これまで行ってきた結果から対象を絞り込む。また，結果の物理的な解釈ができるよう，理論モデルとの対応をつけられるように考察を進める。
もう一つの重点項目は，課題3に対応する解析ソフトウェアの開発である。他領域（疎性モデリング）との共同研究でこれまで進めているソフトウェア開発をさらに進め，現在できる解析を極力短時間で終わらせるソフトを今年度冬をめどに完成する。それをもとに，現在不可能な解析を行うように発展させるのが最終的な目標である。
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