| 研究課題/領域番号 |
17K19090
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| 研究機関 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
吉井 賢資 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究主幹 (90354985)
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| 研究分担者 |
池田 直 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (00222894)
林 直顕 一般財団法人生産開発科学研究所, その他部局等, 研究員(移行) (70346047)
辻 卓也 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究職 (80596007)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2021-03-31
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| キーワード | 電子強誘電体 / セシウム / マルチフェロイック / 鉄酸化物 / 除染 |
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| 研究実績の概要 |
昨年度までの研究においては、Cs吸着材料の候補とした電子強誘電体RFeO4および関連系R2Fe3O7（R：希土類）に関し、Cs水溶液に浸透させた試料に対するX線吸収分光や蛍光X線測定を行ったが、室温近傍でCs吸着は観測されていない。本年度は、強誘電相転移温度330Kより高い温度など、吸着温度を変化させた実験を試みたが、現状では吸着は認められなかった。また、R=Inなど、報告されていないR=YbとLu以外のR2Fe3O7系の合成も試みたが、単相試料は得られなかった。なお、R2Fe3O7は物性の報告例が少ないことから、単結晶を育成し磁性と誘電性について再検討した。抵抗と静電容量が分布を持つ新規等価回路を提案し、電荷が乱雑分布する電荷グラスという新規状態を論文で提案した。
また、新規Cs吸着材料を開発する目的で、昨年度から開始したカーボンナノウォール(CNW)の研究を継続した。本系は、数層のグラフェンが積層した単位構造が、断面をSiなどの基材上に接触する形で成長するが、比表面積が大きく吸着材料として有望である。合成は電子レンジなどを用いた簡便な手法によるため、応用的に有利である。本年度は、この材料が、2.4GHzマイクロ波に励起された固体炭素がC2という不安定分子状態を経て、基材に吸着する際に形成されることなど、基礎的な反応機構の情報を取得した。また、基材が900℃以上の場合、安定な構造が形成されることも分かった。昨年度見出した通り、本系は水溶液中において、Csイオンの電気化学的吸着を示すが、本年度では吸着に最適な電場などの条件を見出した。またCNWに、ホウ素や窒素などを含むプラズマ状態を用いることで、キャリアドーピングが行える可能性を見出した。まだ基本段階ではあるが、p型およびn型半導体の作製方法や、抵抗率などの物性の制御が行える可能性を示した。Csイオンの酸化過程の解析等も行っており、これらについては、現在、論文作成の準備中である。
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