2003 年度実績報告書

軽元素修飾による局在量子構造と材料設計

研究課題

研究課題/領域番号	12130203
研究機関	名古屋大学
研究代表者	森永正彦名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50126950)
研究分担者	中松博英京都大学, 化学研究科, 助手 (00150350) 村田純教名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10144213) 田中信夫名古屋大学, 理工科学総合研究センター, 教授 (40126876)
キーワード	軽元素 / 局在量子構造 / セラミックス / 金属 / 材料設計 / 水素 / 電子状態 / リチウム
研究概要	水素やリチウムなどの軽元素は、金属酸化物を始めとする種々の物質の中で、特異な局在量子構造を持つ。本研究では軽元素を含有する局在量子構造を「量子かご」と呼び、その新しい学理を確立し、新規機能材料の設計指針を得ることを目的としている。本年度に得られた成果は次の通りである。 (1)擬ポテンシャル法を用いて、プロトン伝導性酸化物SrZrO_3中のプロトン伝導のメカニズムを調べ、アクセプターイオンをドープしたときプロトンの拡散の活性化エネルギーを計算より見積もる方法を確立した。 (2)種々の濃度のErをドープしたZnO焼結体を作り、フォトルミネッセンス(PL)を測定した。Er濃度が約2.6at%のときにPL強度は最大となった。またこの組成の時に電気伝導度は最低になった。さらに、PL強度は焼結条件や冷却条件によっても変化した。これらの結果は、Erとその近傍の酸素の局所イオン配列(ErO_6八面体に近い配列)によって理解できると思われる。現在、f電子の多重項エネルギー準位と吸収スペクトルの理論計算を行っている。 (3)リチウムクラスターで見出された、Li原子数による局所構造と電子構造の特異な変化を調べている。 (4)酸化マグネシウム、酸化亜鉛の結晶性薄膜中にFePd, FePt合金クラスターおよびバナジウムクラスターを含有させた試料を作製し、その原子構造を高分解能TEMにより、また、その電子状態を電子状態を電子エネルギー損失分光(EELS)により調べた。特に、FePt合金クラスターについては、その異方性の強い磁気構造と高スピン状態の関連をEELSで調べ、軌道間の混成相互作用の存在を示唆した。

研究成果
(6件)

すべてその他

すべて文献書誌 (6件)

[文献書誌] Masahito Yoshino, Yi Liu, Kazuyoshi Tatsumi, Isao Tanaka, Masahiko Morinaga, Hirohiko Adachi: "Local geometries and energetics of hydrogen in acceptor-doped SrZrO_3"Solid State Ionics. 162-163. 127-133 (2003)
[文献書誌] M.Yoshino, Y.Shinzato, M.Morinaga: "Energetics of Native Defects in Al_2O_3 and SiO_2"Mater.Sci.Forum. 449-452. 713-716 (2004)
[文献書誌] N.Tanaka, J.Yamasaki, S.Mitani, K.Takanashi: "HAADF-STEM and EELS of Nano-granular Co-Al-O Alloys"Scripta.Mater.. 48. 909-914 (2003)
[文献書誌] K.Yoshida, J.Yamasaki, N.Tanaka: "In-situ HRTEM Observation of Photo-decomposition Process of Poly-hydrocarbon on Catalytic TiO_2 Films"Appl.Phys.Lett.. (in press). (2004)
[文献書誌] M.Yoshino, H.Yukawa, M.Morinaga: "Modification of Local Electronic Structures due to Phase Transition in Perovskite-type Oxides, SrBO_3(B=Zr,Ru,Hf)"Materials Transactions. 45(In press). (2004)
[文献書誌] H.Pan, S, Fukami, J.Yamasaki, N.Tanaka: "HRTEM Studies of nm-sized FePd Particles Embedded in MgO after. Annealing over 920K"Materials Transactions. 44. 1-7 (2003)

2003 年度 実績報告書

軽元素修飾による局在量子構造と材料設計

研究代表者

森永 正彦 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50126950)

研究成果

[文献書誌] Masahito Yoshino, Yi Liu, Kazuyoshi Tatsumi, Isao Tanaka, Masahiko Morinaga, Hirohiko Adachi: "Local geometries and energetics of hydrogen in acceptor-doped SrZrO_3"Solid State Ionics. 162-163. 127-133 (2003)

[文献書誌] M.Yoshino, Y.Shinzato, M.Morinaga: "Energetics of Native Defects in Al_2O_3 and SiO_2"Mater.Sci.Forum. 449-452. 713-716 (2004)

[文献書誌] N.Tanaka, J.Yamasaki, S.Mitani, K.Takanashi: "HAADF-STEM and EELS of Nano-granular Co-Al-O Alloys"Scripta.Mater.. 48. 909-914 (2003)

[文献書誌] K.Yoshida, J.Yamasaki, N.Tanaka: "In-situ HRTEM Observation of Photo-decomposition Process of Poly-hydrocarbon on Catalytic TiO_2 Films"Appl.Phys.Lett.. (in press). (2004)

[文献書誌] M.Yoshino, H.Yukawa, M.Morinaga: "Modification of Local Electronic Structures due to Phase Transition in Perovskite-type Oxides, SrBO_3(B=Zr,Ru,Hf)"Materials Transactions. 45(In press). (2004)

[文献書誌] H.Pan, S, Fukami, J.Yamasaki, N.Tanaka: "HRTEM Studies of nm-sized FePd Particles Embedded in MgO after. Annealing over 920K"Materials Transactions. 44. 1-7 (2003)

2003 年度実績報告書

森永正彦名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50126950)