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各種材料中へのプロチウム導入により誘起される新しい機能発現を追求することを目的として研究を進めた。プロチウムは物質中に容易に侵入し、自由に移動し得るとともに、材料中の格子欠陥などと種々の相互作用を持つことに注目し、新しい機能の発現を追及した。金属酸化物や窒化物薄膜にプロチウムを導入することにより、光学特性・電気伝導特性において新しい機能の発現を追求した。また、プロチウムによる金属人口格子膜の特性変化を検討した。さらに、中温度領域でのエネルギー変換機能を追及するため、イオン伝導性の高い材料で歪超格子や低次元ナノ構造体を作製して、プロチウムの吸収・プロトン伝導のダイナミックスを検討した。A1N、CuN窒化物薄膜においては化学量論比からずれた組成の膜でプロチウム導入による電気抵抗変化を観測した。SnO_2とGeO_2の混合酸化物膜、ZnO薄膜にプロチウムを導入することによって、可視光領域での光透過率を損なわずに電気伝導率を4桁以上増大させることに成功した。プロチウムがドナーとなり、キャリアー密度が増大して伝導率が高くなることを明らかにした。多様な用途に適応する透明電極への応用が期待される。Pd-Co、Pt-Co人工格子膜の磁気異方性が格子歪を起源としていることを示すとともに、プロチウム導入により膜の磁気特性を修正できることを示した。SrCeO_3/SrZrO_3の超格子膜を作製した。この膜は界面に垂直方向に膨張、SrZrO_3層の面方向に圧縮応力が加わり、電気伝導に異方性が生じる。プロトンを囲む酸素イオン位置の変位によりプロトンのジャンプの活性化エネルギーが変化することを明らかにした。また、Alの陽極酸化皮膜をマスクとして2次元のナノ構造プロトン伝導体の作製に成功した。
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