• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2020 年度 実施状況報告書

界面ダイナミクスの評価と制御による革新的機能材料の創製

研究課題

研究課題/領域番号 19KK0125
研究機関熊本大学

研究代表者

松田 光弘  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (80332865)

研究分担者 平山 恭介  京都大学, 工学研究科, 助教 (70717743)
光原 昌寿  九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (10514218)
橋新 剛  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (20336184)
研究期間 (年度) 2019-10-07 – 2023-03-31
キーワード酸化物半導体 / 酸化 / 透明ジルコニア / マグネリ相チタン酸化物 / 形状記憶合金 / マルテンサイト変態 / ジルコニウム基合金
研究実績の概要

本研究では機能性材料のなかでも環境分野を対象として,下記の2テーマに関する研究を実施する。研究2年目となる2020年度は,研究代表者(松田)および若手研究者(平山)が共同研究先となるウィーン大学に滞在し,まずは現地にて結晶界面に関する解析技術を習得する予定であった。しかしながら,コロナウィルスでの渡航規制自粛に伴い,メールでのディスカッションに変更して,下記に示す実験結果および考察を相互に確認するとともに今後の渡航・滞在計画について意見交換も行った。具体的な研究・実験進捗状況は次の通りである。
(Ⅰ)可視光吸収型光エネルギー変換材料の開発: 研究初年度に構築した酸素分圧制御システムにて,世界初となる「ドーパントフリーかつ透明なジルコニアの開発」に成功し,さらに「可視光を吸収可能な導電性を有するマグネリ相チタン酸化物の開発」も行うことができた。
(Ⅱ)バリアント界面移動の制御に基づく高温型新規形状記憶・超弾性合金の創製: 高温域(200℃以上)に変態点を有するZr-Co基合金を作製し,それらマルテンサイトバリアントの微細構造解析を実施した。その結果,Zr基合金特有となる台形および三角形状を呈する自己調整構造を新しく発見するとともに,それらひずみの緩和機構を検討することで,本合金マルテンサイト相のバリアントセレクションまで解明することができた。
上記一連の研究成果について,投稿論文:4本,国内学会・セミナー発表:6件,特許出願:1件 にて纏めるなど,成果発表としては十分な結果を出すことができた。また(Ⅱ)の結果に関して,国際共著論文の投稿に向けた準備も進めており,来年度投稿予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究2年目となる2020年度は,研究代表者(松田)および若手研究者(平山)が共同研究先となるウィーン大学に滞在し,まずは現地にて結晶界面に関する解析技術を習得する予定であったが,コロナウィルスでの渡航規制自粛に伴い,メールでのディスカッションに変更した。研究成果としては,投稿論文:4本,国内学会・セミナー発表:6件,特許出願:1件 にて纏めるなど,多大な成果を上げることができた。しかしながら,共同研究先となるウィーン大学に直接来訪できなかったことから,進捗状況としては,おおむね順調に進展しているといえる。研究3年目の2021年度には,是非とも現地に赴き,解析技術を習得・改良し,さらなる飛躍的な研究成果を目指す。

今後の研究の推進方策

研究3年目となる2021年度こそ,研究代表者(松田)および研究分担者(若手研究者)が,ウィーン大学に長期間滞在し現地にて解析技術を習得し本研究に合わせて改良する計画である。そのため,2021年度の早い時期までに解析のための実験試料を多数作製するとともに,相手先研究者らとメールだけでなく,Webミーティングを開催し,連携を強める。さらに,コロナウィルスが終息され次第,ウィーン大学研究者を研究代表者が所属する熊本大学に招聘し,これまでの研究成果について密にディスカッションを行う。具体的な研究成果としては2021年度にて,研究投稿論文3報や特許出願も行う予定である。

次年度使用額が生じた理由

研究2年目となる2020年度は,研究代表者(松田)および若手研究者(平山)が共同研究先となるウィーン大学に滞在し,まずは現地にて結晶界面に関する解析技術を習得する予定であったが,コロナウィルスでの渡航規制自粛に伴い,メールでのディスカッションに変更した。そのため,次年度にそれら海外渡航費・滞在費を繰り越すこととなった。その分,2021年度において,長期間,ウィーン大学に滞在し現地にて解析技術の習得およびそれら手法を改良する計画である。また解析のため現地に持ち込む実験用試料を次年度の渡航前に作製するため,今年度分の経費を活用する。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] ウィーン大学(オーストリア)

    • 国名
      オーストリア
    • 外国機関名
      ウィーン大学
  • [雑誌論文] Black Ti-Zr-based oxygen defective oxide film with visible light absorption prepared via atmospheric oxidation2021

    • 著者名/発表者名
      Matsuda Mitsuhiro、Shuto Yosuke、Himeno Yuta、Shida Kenji、Matsuda Motohide
    • 雑誌名

      Journal of Materials Research

      巻: 36 ページ: 368~375

    • DOI

      10.1557/s43578-020-00009-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-accommodation and morphological characteristics of the B33 martensite in Zr-Co-Pd alloys2021

    • 著者名/発表者名
      Matsuda M.、Arai K.、Mitsuhara M.、Yamabe-Mitarai Y.、Nishida M.
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science

      巻: 56 ページ: 5899~5909

    • DOI

      10.1007/s10853-020-05599-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magneli Ti4O7 thin film produced by stepwise oxidation of titanium metal foil2021

    • 著者名/発表者名
      Matsuda Mitsuhiro、Yamada Yuta、Himeno Yuta、Shida Kenji、Mitsuhara Masatoshi、Matsuda Motohide
    • 雑誌名

      Scripta Materialia

      巻: 198 ページ: 113829~113829

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2021.113829

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dopant-free transparent ZrO2 with monoclinic structure produced by oxidation process using Zr metal2020

    • 著者名/発表者名
      Himeno Yuta、Matsuda Mitsuhiro、Shida Kenji、Matsuda Motohide
    • 雑誌名

      Scripta Materialia

      巻: 187 ページ: 103~106

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2020.06.010

    • 査読あり
  • [学会発表] 斜方晶マルテンサイト相の自己調整構造と形態的特徴2021

    • 著者名/発表者名
      松田光弘
    • 学会等名
      第136回フロンティア材医療研究所学術講演会「マルテンサイト組織の材料科学」
    • 招待講演
  • [学会発表] バルク金属の精密酸化制御による酸素欠損型ジルコニアの開発2020

    • 著者名/発表者名
      姫野雄太,松田光弘,志田賢二,松田元秀
    • 学会等名
      日本金属学会2020年秋期講演大会(オンライン開催)
  • [学会発表] 金属 Ti箔の精密酸化制御によるマグネリ相チタン酸化物の作製2020

    • 著者名/発表者名
      山田裕太,松田光弘,姫野雄太,志田賢二,松田 元秀
    • 学会等名
      日本金属学会2020年秋期講演大会(オンライン開催)
  • [学会発表] Zr-Co-Pd合金マルテンサイト相の自己調整組織におよぼす合金組成の影響2020

    • 著者名/発表者名
      北原慎吾,松田光弘,光原昌寿,西田 稔
    • 学会等名
      日本金属学会2020年秋期講演大会(オンライン開催)
  • [学会発表] Zr-Co-Pd合金B33マルテンサイト相の自己調整構造と形態的特徴2020

    • 著者名/発表者名
      松田光弘,新井晃喜,光原昌寿,御手洗容子,西田 稔
    • 学会等名
      日本金属学会2020年秋期講演大会(オンライン開催)
  • [学会発表] 金属Ti箔の酸化を利用したマグネリ相チタン酸化物の作製と微細構造解析2020

    • 著者名/発表者名
      山田裕太, 松田光弘, 姫野雄太, 志田賢二, 光原昌寿, 松田元秀
    • 学会等名
      第62回 日本顕微鏡学会 九州支部総会・学術講演会(オンライン開催)
  • [産業財産権] 透明成形体及びその製造方法2020

    • 発明者名
      松田光弘,姫野雄太,志田賢二,松田元秀
    • 権利者名
      松田光弘,姫野雄太,志田賢二,松田元秀
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2020-086904

URL: 

公開日: 2021-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi