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2008 年度 研究成果報告書

電子分光法を用いたnano-NEMCA現象の解明

研究課題

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研究課題/領域番号 16079205
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

山口 周  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (10182437)

研究分担者 辛 埴  東京大学, 物性研究所, 教授 (00162785)
樋口 透  東京理科大学, 理学部, 助教 (80328559)
尾山 由紀子  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教 (00345373)
田中 和彦  東京大学, 大学院・工学系研究科, 技術職員 (20456156)
小林 清  物材機構, 燃料電池センター, 主任研究員 (90357020)
三好 正悟  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教 (30398094)
研究期間 (年度) 2004 – 2008
キーワードナノイオニクス / 固体イオ二クス / 空間電荷層 / ショットキー障壁 / 軟X線分光法 / NEMCA / 電極反応 / 混成電位
研究概要

電子分光を用いた物理的手法と電気化学的測定を織り交ぜて,ヘテロ界面近傍における電子構造の変調と電気化学的特性,特に速度論的性質に現れる化学特性の変化を検討した.正逆光電子分光,軟X線分光,共鳴電子分光の各種方法を組み合わせて酸化物表面でのバンド屈曲および表面準位形成による電子状態の変化を明らかにした.これらの手法と電気化学的測定で得られる特性との相関を検討した.BaPr_<1-x>Yb_xO_3の伝導特性は電子-ホールペアの強い相互作用による特異な電子構造に起因し,Pt微粒子を粒界に分散させたCe_<1-x>Gd_xO_2における伝導度の向上は界面への酸素空孔注入メカニズムで説明した.さらに,電気化学的に分極した状態下での硬X 線光電子分光の測定手法を確立し,電子-イオン混合伝導体の不定比性変化に伴う変化を観察した.

  • 研究成果

    (44件)

すべて 2009 2008 2007 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (19件) (うち査読あり 15件) 学会発表 (21件) 図書 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Powder neutron diffraction of La-apatite under low temperature2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsushita, F. Izumi, K. Kobayashi, N. Igawa, H. Kitazawa, Y. Oyama, S. Miyoshi and S, Yamaguchi
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A : Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment 600

      ページ: 319-321

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonstoichiometry induced carrier modification in gapless type atomic switch device using Cu_2S mixed conductor2009

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuchiya, Y. Oyama, S. Miyoshi, and S. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Applied Physics Express 2

      ページ: 055002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water-based sol-gel synthesis and crystal structure refinement of lanthanum silicate apatite2008

    • 著者名/発表者名
      K. Kobayashi, Y. Matsushita, N. Igawa, F. Izumi, C. Nishimura, S. Miyoshi, Y. Oyama, S. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 179

      ページ: 2209-2215

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural study and proton transport of bulk nanograined Y-doped BaZrO_3 oxide protonics materials2008

    • 著者名/発表者名
      R. B. Cervera, Y. Oyama, S. Miyoshi, K. Kobayashi, T. Yagi, S. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 179

      ページ: 236-242

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Main group oxides : making the transition2008

    • 著者名/発表者名
      Shu Yamaguchi
    • 雑誌名

      Nature Materials 7

      ページ: 353-354

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low temperature synthesis of nanocrystalline proton conducting BaZr_<0.8>Y_<0.2>O_3-・by sol gel method2007

    • 著者名/発表者名
      R. B. Cervela, Y. Oyama, and S. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 178

      ページ: 569-574

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proton incorporation and defect chemistry of Yb-doped BaPrO_32007

    • 著者名/発表者名
      S. Mimuro, S. Shibako, Y. Oyama, K. Kobayashi, T. Higuchi, S. Shin, and S. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 178

      ページ: 641-647

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase stability of cerium species in aqueous solutions effected by water activity2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Oyama, S. Hirooka, K. Kobayashi, and S. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 16th Iketani Conference, Masuko Symposium

      ページ: 815-820

  • [雑誌論文] Nanoceramics and thin films of proton conducting BaZr_<0.8>Y_<0.2>O_<3->・ synthesized via sol-gel method2006

    • 著者名/発表者名
      R. B. Cervela, Y. Oyama, and S. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 16th Iketani Conference, Masuko Symposium

      ページ: 883-888

  • [雑誌論文] Electrochemical analysis and SPM investigations of Solid Electrochemical Reaction in atomic switch using Cu_2S ion/hole mixed conductor2006

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuchiya, Y. Oyama, K. Terabe, and S. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 16th Iketani Conference, Masuko Symposium

      ページ: 889-894

  • [雑誌論文] Defect chemistry of proton-hole mixed conducting oxides Yb-doped BaPrO_32006

    • 著者名/発表者名
      S. Mimuro, S. Shibako, K. Kobayashi, Y. Oyama, and S. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 16th Iketani Conference, Masuko Symposium

      ページ: 889-894

  • [雑誌論文] Electronic Structure of Protonic Conductor BaCe_<0.90>Y_<0.10>O_<3-δ>2005

    • 著者名/発表者名
      T. Higuchi, T. Tsukamoto, H. Matsumoto, T. Shimura, K. Yashiro, T. Kawada, J. Mizusaki, S. Shin, S. Yamaguchi, T. Hattori
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 176

      ページ: 2967-2970

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronic Structure of Protonic Conductor SrCeO_3-SrZrO_3 Mixed Thin Film2005

    • 著者名/発表者名
      T. Higuchi, T. Tsukamoto, N. Sata, S. Yamaguchi, S. Shin, T. Hattori
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 176

      ページ: 2963-2966

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronic Structure of Protonic Conductor SrZr_<0.90>M_<0.10>O_3 (M=Y^<3+>, Sc^<3+>) Probed by Soft-X-Ray Spectroscopy2005

    • 著者名/発表者名
      T. Higuchi, T. Tsukamoto, H. Matsumoto, T. Shimura, K. Yashiro, T. Kawada, J. Mizusaki, S. Shin, T. Hattori
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 176

      ページ: 2435-2438

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronic Structure of Protonic Conductor SrTi_<0.98>Sc_<0.02>O_3 Probed by Soft-X-ray Spectroscopy2005

    • 著者名/発表者名
      T. Higuchi, S. Yamaguchi, S. Shin, T. Hattori, T. Tsukamoto
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 43

      ページ: 285-286

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protonic-Electronic Mixed Conduction and Hydrogen Permeation in BaCe_<0.9-x>Y_<0.1>Ru_xO_<3-δ>2005

    • 著者名/発表者名
      H. Matsumoto, T. Shimura, T. Higuchi, H. Tanaka, H. Iwahara, K. Katahira, T. Otake, T. Kudo, K. Yashiro, A. Kaimai, T. Kawada, J. Mizusaki
    • 雑誌名

      J. Elctrochemical Society 152

      ページ: A488-492

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unoccupied Electronic State of SrTi_<1-x>Nb_xO_3 Observed by Inverse-Photoemission Spectroscopy2004

    • 著者名/発表者名
      T. Higuchi, Y. Tezuka, T. Hattori, S. Yamaguchi, S. Shin, T. Tsukamoto
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 43

      ページ: 7623-7624

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronic Structure of Ce_<1-x>Nd_xO_<2-σ> Probed by Soft-X-Ray Spectroscopy2004

    • 著者名/発表者名
      T. Higuchi, S. Yamaguchi, K. Kobayashi, T. Hattori, A. Fukushima, S. Shin, T. Tsukamoto
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 43

      ページ: L1463-L1465

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of CeO_2 Thin Film on Quartz Glass and MgO (100) by Electron Beam Evaporation2004

    • 著者名/発表者名
      N. Yamada, Y. Oyama, T. Higuchi, S. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 172

      ページ: 293-297

    • 査読あり
  • [学会発表] アクセプターおよびドナーをドープしたBaPrO_3の電気輸送特性2009

    • 著者名/発表者名
      菊池健夫, 三好正悟, 三室伸, 尾山由紀子, 樋口透, 山口周
    • 学会等名
      固体化学の新しい指針を探る研究会 若手研究者による研究発表会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2009-03-18
  • [学会発表] Ba(Pr,M)O_3 (M=Yb, Zr)におけるイオン・電子伝導特性と欠陥・電子構造2008

    • 著者名/発表者名
      田丸奏, 菊池健夫, 三室伸, 三好正悟, 樋口透, 小林清, 尾山由紀子, 辛埴, 山口周
    • 学会等名
      第34回固体イオニクス討論会
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所
    • 年月日
      2008-12-04
  • [学会発表] Chemical Thermodynamics of Pt-(Ce,Gd)O_2 Mixed System2008

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshimura, S. Miyoshi, Y. Oyama, S. Yamaguchi
    • 学会等名
      PRiME 2008 (2008年電気化学日米合同大会) 214th ECS Meeting
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii
    • 年月日
      2008-10-13
  • [学会発表] A possible proton conduction in nanograined Y-doped ZrO_2 and Yb-doped CeO_22008

    • 著者名/発表者名
      Y. Akao, T. Fukuda, R. B. Cervera, S. Miyoshi, Y. Oyama, T. Yagi, S. Yamaguchi
    • 学会等名
      The 2008 Korea-Japan-China SOFC Symposium
    • 発表場所
      Pohang, Korea
    • 年月日
      2008-09-18
  • [学会発表] Defect Chemical, Electronic and Transport Properties of Doped BaPrO_32008

    • 著者名/発表者名
      S. Miyoshi, T. Kikuchi, S. Mimuro, T. Higuchi, K. Kobayashi, Y. Oyama, S. Shin, S. Yamaguchi
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Solid State Protonic Conductors (SSPC-14)
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2008-09-08
  • [学会発表] 抵抗変化型不揮発メモリ(ReRAM)の動作メカニズムに関する固体電気化学的解析2008

    • 著者名/発表者名
      土屋敬志, 三好正悟, 尾山由紀子, 山口周
    • 学会等名
      電気化学75回大会
    • 発表場所
      山梨
    • 年月日
      2008-03-30
  • [学会発表] YbをドープしたBaPrO_3の電子輸送特性と欠陥・電子構造2007

    • 著者名/発表者名
      三室伸, 樋口透, 小林清, 尾山由紀子, 辛埴, 三好正悟, 山口周
    • 学会等名
      第33回固体イオニクス討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2007-12-08
  • [学会発表] YbをドープしたBaPrO_3の電子輸送特性と電子構造2007

    • 著者名/発表者名
      三室伸, 樋口透, 小林清, 尾山由紀子, 辛埴, 三好正悟, 山口周
    • 学会等名
      2007年電気化学会秋季大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2007-09-20
  • [学会発表] Development of Nonstoichiometry-Induced Carrier Modification Device Based on Nanoionics Principle2007

    • 著者名/発表者名
      S. Yamaguchi, T. Tsuchiya, Y. Oyama, K. Terabe, T. Hasegawa
    • 学会等名
      Materials Science & Technology 2007 (MS&T'07)
    • 発表場所
      Detroit
    • 年月日
      2007-09-20
  • [学会発表] Simultaneous Measurements of Electrical Conductivity and Seebeck Coefficient in YB3+ -Doped BaPrO_32007

    • 著者名/発表者名
      S. Mimuro, K. Tanaka, Y. Oyama, K. Kobayashi, S. Yamaguchi
    • 学会等名
      Materials Science & Technology 2007 (MS&T'07)
    • 発表場所
      Detroit
    • 年月日
      2007-09-17
  • [学会発表] Anti-Schottky Type Rectification at Metal/Mixed Conductor Hetero-Interface Based on Nonstoichiometry Induced Carrier Doping2007

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuchiya, Y. Oyama, S. Yamaguchi
    • 学会等名
      16th International conference on Solid State Ionics (SSI-16)
    • 発表場所
      Shanhai
    • 年月日
      2007-07-05
  • [学会発表] Synthesis and characterization of Y-doped BaZrO_3 oxide protonic nanoceramics and thin films by sol-gel method2006

    • 著者名/発表者名
      R. B. Cervera, Y. Oyama, K. Kobayashi, S. Yamaguchi
    • 学会等名
      The 5th Petite Workshop on Defect Chemical Nature of Advanced Materials
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2006-11-18
  • [学会発表] Defect Chemistry of Proton-hole Mixed Conducting Oxides Yb-doped BaPrO_32006

    • 著者名/発表者名
      S. Mimuro, S. Shibako, K. Kobayashi, Y. Oyama, S. Yamaguchi
    • 学会等名
      The 5th Petite Workshop on Defect Chemical Nature of Advanced Materials
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2006-11-18
  • [学会発表] Phase stability of cerium species in aqueous solutions effected by water activity2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Oyama, S. Hirooka, K. Kobayashi, S. Yamaguchi
    • 学会等名
      The 16th Iketani Conference, Masuko Symposium
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2006-11-13
  • [学会発表] Nanoceramics and thin films of proton conducting BaZr_<0.8>Y_<0.2>O_<3->・synthesized via sol-gel method2006

    • 著者名/発表者名
      R. B. Cervera, Y. Oyama, S. Yamaguchi
    • 学会等名
      The 16th Iketani Conference, Masuko Symposium
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2006-11-13
  • [学会発表] Hole-proton mixes conductivity in Yb^<3+> doped BaPrO_32006

    • 著者名/発表者名
      S. Shibako, S. Mimuro, K. Tanaka, Y. Oyama, S. Yamaguchi
    • 学会等名
      Materials Science & Technology 2006 Conference and Exhibition (MS&T '06)
    • 発表場所
      Cincinnati, USA
    • 年月日
      2006-10-16
  • [学会発表] Sol-gel synthesis of BaZr_<0.8>Y_<0.2>O_<3-δ> proton conducting ceramics and thin films2006

    • 著者名/発表者名
      R. B. Cervera, Y. Oyama, S. Yamaguchi
    • 学会等名
      13th Solid state proton conductors conference (SSPC-13)
    • 発表場所
      St Andrews, Scotland, UK
    • 年月日
      2006-09-05
  • [学会発表] Mixed Valence State in the surface of Ce_<1-x>Nd_xO_<2-δ> probed by soft-X-ray spectroscopy2006

    • 著者名/発表者名
      T. Higuchi, T. Tsukamoto, T. Hattori, S. Shin, Y. Oyama, S. Yamaguchi
    • 学会等名
      13th Solid state proton conductors conference (SSPC-13)
    • 発表場所
      St Andrews, Scotland, UK
    • 年月日
      2006-09-05
  • [学会発表] Phase relation in BaO-ZrO_2-LnO_<1.5> (Ln=Y, Sc) system and chemical stability of doped BaZrO_32006

    • 著者名/発表者名
      Y. Oyama, A. Kojima, K. Tanaka, S. Yamaguchi
    • 学会等名
      13th Solid state proton conductors conference (SSPC-13)
    • 発表場所
      St Andrews, Scotland, UK
    • 年月日
      2006-09-05
  • [学会発表] Proton conduction of SrZr_<1-x>Y_xO_3 thin film on SrTiO_3 substrate prepared by pulsed laser deposition2006

    • 著者名/発表者名
      T. Higuchi, S. Okada, S. Shimizu, T. Hattori, T. Tsukamoto, S. Yamaguchi
    • 学会等名
      13th Solid state proton conductors conference (SSPC-13)
    • 発表場所
      St Andrews, Scotland, UK
    • 年月日
      2006-09-05
  • [学会発表] Electronic Structure in the Surface State of Ce_<1-x>Nd_xO_<2-δ> Probed by Resonant-Photoemission Spectroscopy2005

    • 著者名/発表者名
      T. Higuchi, S. Yamaguchi, K. Kobayashi, T. Hattori, S. Shin, T. Tsukamoto
    • 学会等名
      SSI-15
    • 発表場所
      Barden-Barden, Germany
    • 年月日
      2005-07-10
  • [図書] 「高温ナノイオニクスが描く夢の技術」, ナノイオニクス-最新技術とその展望2008

    • 著者名/発表者名
      山口周
    • 総ページ数
      1-8
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [図書] 「電子分光法によるnano-NEMCA現象の追及」, ナノイオニクス-最新技術とその展望-2008

    • 著者名/発表者名
      山口周, 樋口透, 尾山由紀子, 三好正悟
    • 総ページ数
      144-155
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [図書] ペロブスカイト型プロトン導電体の分光学的解析2005

    • 著者名/発表者名
      樋口透, 塚本桓世, 山口周, 辛埴, 服部武志
    • 総ページ数
      7, 18, 28-36
    • 出版者
      マテリアルインテグレーション
  • [備考]

    • URL

      http://www.ionics.t.u-tokyo.ac.jp/tokutei/

URL: 

公開日: 2010-06-10   更新日: 2016-04-21  

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