機能性無機結晶の電子密度分布とそのダイナミクス

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18206071
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 名古屋工業大学
• 研究代表者: 石澤 伸夫 名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90151365)
• 研究分担者: 井田 隆 名古屋工業大学, 工学研究科, 准教授 (80232388)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 結晶構造 / 組織制御 / 電子密度分布とダイナミクス

研究概要

放射光を利用した精密電子密度分布解析法をさらに発展させ、分子動力学シミュレーションを相補的に組み合わせることにより、LiMn_2O_4、Gd_3RuO_7、Tb_3RuO_7、Dy_3RuO_7などの機能性をもつ種々の無機結晶の構造ダイナミクスと物性との相関を明らかにした。中でもリチウムイオン電池の正極材料に応用されるLiMn_2O_4については、Mn_4O_4立方体クラスター中におけるMnの電荷揺動とこれに伴う結合長揺動を実験的に見出し、このポーラロンがLi拡散に重要な役割を果たしていることを初めて見出すなど大きな研究成果を上げた。

研究成果

• [雑誌論文] Diffusion of Li atoms in LiMn_2O_4-a structural point of view (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Ishizawa, & K. Tateishi
  • 雑誌名: [invited review article], J. Ceram. Soc. Japan 117[1] ページ: 6-14
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase Transition of Gd_3RuO_7 From a Structural Point of View (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Nakano, K. Tateishi, N. Ishizawa
  • 雑誌名: Annual report of CRL 2007 7 ページ: 6-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Phase Transition of Gd_3RuO_7 (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Ishizawa, K. Tateishi, S. Kondo, T. Suwa
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 47 ページ: 558-566
  • 査読あり
• [雑誌論文] Environmentally Friendly Growth and Characterization of Photocatalytic K_2Nb_8O_<21> Crystals (2008)
  • 著者名/発表者名: K. TESHIMA_, Y. NIINA, K. YUBUTA, T. NAKAZAWA, T. SUZUKI, T. SHISHIDO, N. ISHIZAWA, and S. OISHI
  • 雑誌名: Jap. J. Appl, Phys. 47[1] ページ: 616-619
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Evolution of Corundum at High Temperatures (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Kondo, K. Tateishi, and N. Ishizawa
  • 雑誌名: Jap. J. Appl. Phys 47[1] ページ: 616-619
  • 査読あり
• [雑誌論文] Environmentally Friendly Growth of Layered K_4Nb_6O_<17> Crystals from a KCl Flux (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Teshima, Y. Niina, K. Yubuta, T. Suzuki, N. Ishizawa, T. Shishido, and S. Oishi
  • 雑誌名: Eur. J. Inorg. Chem. 29 ページ: 4687-4692
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dy_3RuO_7 with partial structural disorder (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Ishizawa, T. Suwa and K. Tateishi
  • 雑誌名: Acta Cryst E63 ページ: i163-i63
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synchrotron X-ray study of noncentrosymmetric Tb_3RuO_7 with partial structural disorder (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Ishizawa, T. Suwa, K. Tateishi, and J. R. Hester
  • 雑誌名: Acta Cryst C63 ページ: i43-i46
  • 査読あり
• [雑誌論文] In situ Transmission Electron Microscopy Observation of Multiple Phase Transition in BaGd2Mn2O7 (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Nakano, N. Ishizawa, N. Kamegashira, M. Yashima
  • 雑誌名: J. Am. Ceram. Soc. 90 [4] ページ: 1342-1345
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase behavior of layered manganites BaLn_2Mn_2O_7 (Ln = rare earth) (2006)
  • 著者名/発表者名: H. Nakano, H. Satoh, N. Kamegashira, and N. Ishizawa
  • 雑誌名: Phys. Stat. Sol. 3[8] ページ: 2812-2815
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effect of oxygen pressure on the synthesis of LiNiO_2 (2006)
  • 著者名/発表者名: B-H. Kim, J-H. Kim, M-Y. Song, T. Ida, and N. Ishizawa
  • 雑誌名: Solid State Phenomena vol.124-126 ページ: 1043-1046
  • 査読あり
• [雑誌論文] スピネル型LiMn_2O_4の不規則構造とLiの拡散 (2006)
  • 著者名/発表者名: 石沢伸夫, 立石賢司
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 48[1] ページ: 17-24
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron microscopic study on SrGdMnO4 (2006)
  • 著者名/発表者名: H. Nakano, N. Ishizawa, N. Kamegashira, Zulhadjri, T. Shishido
  • 雑誌名: J. Alloys & Compounds 408-412 ページ: 593-597
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flux Growth and Characterization of Layered K_4Nb_6O_<17>Crystals (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Teshima, K. Horita, T. Suzuki, N. Ishizawa and S. Oishi
  • 雑誌名: Chem. Mater 18 ページ: 3693-3697
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-crystal growth of Tl_2Ru_2O_7 pyrochlore using high-pressure and flux method (2006)
  • 著者名/発表者名: D. Mori, N. Sonoyama, A. Yamada, R. Kanno, M. Azuma, M. Takano, K. Suda, N. Ishizawa
  • 雑誌名: Journal of Solid State Chemistry 179[3] ページ: 935-940
  • 査読あり
• [雑誌論文] A noncentrosymmetric polymorph of Gd_3RuO_7 (2006)
  • 著者名/発表者名: N. Ishizawa, K. Hiraga, D. du Boulay, H. Hibino, T. Ida & Shuji Oishi
  • 雑誌名: Acta Cryst. Sec.E E62 ページ: i13-i16
  • 査読あり
• [学会発表] ガドリニウムルテニウム複合酸化物Gd_3RuO_7の高温構造変化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鴨下三奈美・近藤早・井田隆・石澤伸夫・中野裕美
  • 学会等名: 第47回日本セラミックス協会基礎科学討論会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20090100
• [学会発表] (Nd, AE)_<11>Ru_4O_<24>(AE=Sr, Ca)の単結晶合成と構造 (2009)
  • 著者名/発表者名: 井口浩詠・日比野寿・井田隆・石澤伸夫
  • 学会等名: 第47回日本セラミックス協会基礎科学討論会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20090100
• [学会発表] Gd_3RuO_7結晶のフラックス育成と構造 (2008)
  • 著者名/発表者名: 鴨下三奈美・井田隆・石澤伸夫
  • 学会等名: 第3回日本フラックス成長研究会発表会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20081200
• [学会発表] (Sr, Nd)_<11>Ru_4O_<24>結晶のフラックス育成と構造 (2008)
  • 著者名/発表者名: 井口浩詠・井田隆・石澤伸夫
  • 学会等名: 第3回日本フラックス成長研究会発表会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20081200
• [学会発表] Gd3RuO7の高温構造変化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 鴨下三奈美・近藤早・井田隆・石澤伸夫
  • 学会等名: 平成20年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20081200
• [学会発表] Sr_3Nd_8Ru_4O_<24>単結晶の合成と構造 (2008)
  • 著者名/発表者名: 井口浩詠・井田隆・石澤伸夫
  • 学会等名: 平成20年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20081200
• [学会発表] Heterocubane Mn_4O_4 Cluster in LiMn_2O_4 Spinel and Its Relation to the Oxygen-Evolving Complex of Photosystem II (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Ishizawa
  • 学会等名: 3rd International Workshop on Advanced Ceramics
  • 発表場所: (IWAC03)
  • 年月日: 20081100
• [学会発表] Sr(Ca)-Nd-Ru-O系複合酸化物単結晶の合成と構造 (2008)
  • 著者名/発表者名: 井口浩詠・岡田敬太・井田隆・石澤伸夫
  • 学会等名: 日本セラミックス協会秋季シンポジウム
  • 発表場所: 北九州市
  • 年月日: 20080900
• [学会発表] Gd_3RuO_7単結晶の合成と構造 (2008)
  • 著者名/発表者名: 鴨下三奈美・石澤伸夫・井田隆
  • 学会等名: 日本セラミックス協会秋季シンポジウム
  • 発表場所: 北九州市
  • 年月日: 20080900
• [学会発表] In-situ TEM observation of phase transformations in layered perovskite BaLn_2Mn_2O_7 (Ln=rare earth) (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Nakano, N. Ishizawa, N. Kamegashira
  • 学会等名: Electroceramics XI
  • 年月日: 20080800
• [学会発表] Phase transition in Gd3RuO7 and Tb3RuO7 at elevated temperatures (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Ishizawa, S. Kondo, H. Hibino, H. Nakao
  • 学会等名: XXI Congress of the International Union of Crystallography
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 20080800
• [学会発表] Polaronic behavior of Mn_4O_4 heterocubane clusters in LiMn_2O_4 spinel (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Ishizawa, K. Tateishi
  • 学会等名: XXI Congress of the International Union of Crystallography
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 20080800
• [学会発表] Sr(Ca)-Nd-Ru-O系複合酸化物の単結晶の合成と構造 (2008)
  • 著者名/発表者名: 井口浩詠・岡田敬太・石澤伸夫
  • 学会等名: 日本セラミックス協会東海支部第36回東海若手セラミスト懇話会2008年夏期セミナー
  • 発表場所: 岐阜市
  • 年月日: 20080700
• [学会発表] 希土類ルテニウム複合化合物Ln_3RuO_7の高温構造変化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 近藤早, 鴨下三奈美, 諏訪毅, 石澤伸夫
  • 学会等名: 日本セラミックス協会東海支部第36回東海若手セラミスト懇話会2008年夏期セミナー
  • 発表場所: 岐阜市
  • 年月日: 20080700
• [学会発表] Lithium Diffusion in Lithium Manganite Crystal (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Ishizawa
  • 学会等名: International Conference for Young Scientist 2008, Penang Universiti Sains Malaysia
  • 発表場所: Penang, Malaysia
  • 年月日: 20080600
• [学会発表] BaLn_2Mn_2O_7の一次相転移のその場観察 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中野裕美, 石沢伸夫, 亀頭直樹
  • 学会等名: セラミックス協会2008年年会
  • 発表場所: 長岡
  • 年月日: 20080300
• [学会発表] Structural phase transition of Gd_3RuO_7 (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Ishizawa
  • 学会等名: Australian X-ray Analytical Association(AXAA)
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 20080200
• [学会発表] Electron density distribution of the low-and high-forms of LiMn_2O_4 by synchrotron x-ray diffraction (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Ishizawa
  • 学会等名: Australian X-ray Analytical Association(AXAA)2008
  • 発表場所: Melbourne, Australia(invited)
  • 年月日: 20080200
• [学会発表] Introduction to eCeramics (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Ishizawa
  • 学会等名: International Seminar of Materials Database, Korea Institute of Ceramic Engineering and Technology(KICET)
  • 発表場所: Seoul, Korea(invited)
  • 年月日: 20080100
• [学会発表] First-Order Phase Transition of Gd_3RuO_7 at High Temperature (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Ishizawa and H. Nakano
  • 学会等名: The 32nd Annual Condensed Matter and Materials Meeting(WAGGA WAGGA 2008)
  • 発表場所: Wagga Wagga, Australia(invited)
  • 年月日: 20080100
• [学会発表] リチウムマンガンスピネル中のMnクラスターの軌道・電荷秩序とLiの拡散 (2007)
  • 著者名/発表者名: 石澤伸夫
  • 学会等名: 第8回4セラミックス研究機関合同講演会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20071200
• [学会発表] KClフラックス冷却法によるニオブ酸カリウム結晶の育成 (2007)
  • 著者名/発表者名: 新名優貴・手嶋勝弥・湯葢邦夫・鈴木孝臣・宍戸統悦・石澤伸夫・大石修治
  • 学会等名: 第2回日本フラックス成長研究発表会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20071200
• [学会発表] Structure of SrTiO_3-doped LaAlO_3 perovskite (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Ishizawa, Y, Inagaki, T. Shimada, I. Kagomiya, K. Kakimoto, and H. Ohsato
  • 学会等名: The 8th Conference of the Asian Crystallographic Association(AsCA '07)
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 20071100
• [学会発表] Evolution of corundum structure at high temperatures (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Kondo, K. Tateishi, H. Hibino, and N. Ishizawa
  • 学会等名: The 8th Conference of the Asian Crystallographic Association(AsCA '07)
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 20071100
• [学会発表] Phase transition of Gd_3RuO_7 (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Okada, K. Tateishi, H. Hibino, and N. Ishizawa
  • 学会等名: The 8th Conference of the Asian Crystallographic Association(AsCA '07)
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 20071100
• [学会発表] 超精密結晶構造因子測定の最近の進歩 (2007)
  • 著者名/発表者名: 田中清明、石澤伸夫
  • 学会等名: 第11回SPring-8シンポジウム
  • 年月日: 20071000
• [学会発表] Environmentally Friendly Growth and Characterization of Photocatalytic Potassium Niobate Crystals (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Teshima, Y. Niina, T. Nakazawa, T. Suzuki, N. Ishizawa, and S. Oishi
  • 学会等名: The Second International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies(EM-NANO 2007)
  • 発表場所: Nagano
  • 年月日: 20070700
• [学会発表] Structure Evolution of Corundum at High Temperatures (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Kondo, K. Tateishi & N. Ishizawa
  • 学会等名: The Second International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies(EM-NANO 2007)
  • 発表場所: Nagano
  • 年月日: 20070700
• [学会発表] Phase Transition of a Quasi One-Dimensional Conductor Gd_3RuO_7 (2007)
  • 著者名/発表者名: K. OKADA, T. SUWA, N. ISHIZAWA
  • 学会等名: The Second International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies(EM-NANO 2007)
  • 発表場所: Nagano
  • 年月日: 20070700
• [学会発表] 層状ペロブスカイト型マンガン酸化物の一次相転移その場観察 (2007)
  • 著者名/発表者名: 中野裕美・石沢伸夫・亀頭直樹
  • 学会等名: 顕微鏡学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20070500