逆ペロフスカイトの材料学

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22360291
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 竹中 康司 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60283454)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: 逆ペロフスカイト / 磁性材料 / 磁気構造相関 / 負熱膨張 / 熱膨張制御 / 抵抗標準 / 複合材料 / 磁歪

研究概要

多彩な磁気的性質が注目される逆ペロフスカイトMn3AX (A=遷移金属; X=Nなどの侵入元素) の機能を生み出す磁気構造相関の学理を明らかにし、その制御から負熱膨張材料や磁歪材料などの機能材料を創製した。正方晶に歪んだ逆ペロフスカイトMn3SbNにおいて、室温で1000 ppmに達する巨大な磁歪を発見した。また、Mn3AgNが金属でありながら、電気抵抗－温度曲線に緩やかな極大を示し、極大付近では電気抵抗率の温度変化が極めて小さくなり、新たな抵抗標準材料になり得ることを示した。巨大な負熱膨張を示すマンガン逆ペロフスカイトを樹脂や金属と複合化し、「熱膨張可変複合材料」を開発した。

研究成果

• [雑誌論文] Magnetovolume effects in manganese nitrides with antiperovskite structure (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Takenaka, M. Ichigo, T. Hamada, A. Ozawa, T. Shibayama, T. Inagaki, and K. Asano
  • 雑誌名: Science and Technology of Advanced Materials 巻: 15(1) ページ: 11
  • 査読あり
• [雑誌論文] 逆ペロフスカイト型マンガン窒化物の磁気体積効果と巨大負熱膨張 (2013)
  • 著者名/発表者名: 竹中康司
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 巻: 55(6) ページ: 331-339
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sputter deposition and characterization of Mn_3CuN thin films (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Aoyama, K. Takenaka, and H. Ikuta
  • 雑誌名: Journal of Alloys and Compounds 巻: 577(S1) ページ: S314-S317
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferromagnetic shape memory effects in tetragonally distorted antiperovskite manganese nitrides (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Takenaka, T. Hamada, T. Shibayama, and K. Asano
  • 雑誌名: Journal of Alloys and Compounds 巻: 577(S1) ページ: S291-S295
  • 査読あり
• [雑誌論文] Standard-resistor compounds with adjustable operating temperature (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Oe, C. Urano, N. Kaneko, M. Hadano, and K. Takenaka
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 103(17) ページ: 3
  • 査読あり
• [雑誌論文] 負熱膨張性マンガン窒化物の微粒子化と光透過性樹脂への配合 (2013)
  • 著者名/発表者名: 市古征義,竹中康司
  • 雑誌名: 日本金属学会誌 巻: 77(10) ページ: 415-418
  • 査読あり
• [雑誌論文] 負熱膨張性マンガン窒化物を用いた熱膨張可変金属基複合材料 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉本典弘,濱田大輔,竹中康司
  • 雑誌名: 日本金属学会誌 巻: 77(3) ページ: 75-79
  • 査読あり
• [雑誌論文] 低膨張樹脂複合材料-負熱膨張性マンガン窒化物による熱膨張制御- (2012)
  • 著者名/発表者名: 竹中康司
  • 雑誌名: プラスチックス 巻: 62(8) ページ: 32-35
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tailoring thermal expansion in metal matrix composites blended by antiperovskite manganese nitrides exhibiting giant negative thermal expansion (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Takenaka, T. Hamada, D. Kasugai, and N. Sugimoto
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 112(8) ページ: 9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Giant Field-Induced Distortion in Mn_3SbN at Room Temperature (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Takenaka, T. Shibayama, D. Kasugai, and T. Shimizu
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 51(4) ページ: 5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of nitrogen deficiency on the magnetostructural properties of antiperovskite manganese nitrides (2012)
  • 著者名/発表者名: D. Kasugai, A. Ozawa, T. Inagaki, and K. Takenaka
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 111(7) ページ: 3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interplay between magnetism and charge transport in antiperovskite manganese nitrides : Extremely low temperature coefficient of resistance due to strong magnetic scattering (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Hadano, A. Ozawa, K. Takenaka, N. Kaneko, T. Oe, and C. Urano
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 111(7) ページ: 3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Giant magnetostriction in tetragonally distorted antiperovskite manganese nitrides (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Shimizu, T. Shibayama, K. Asano, and K. Takenaka
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 111(7) ページ: 3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Negative thermal expansion materials : technological key for control of thermal expansion (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Takenaka
  • 雑誌名: Science and Technology of Advanced Materials 巻: 13(1) ページ: 11
  • 査読あり
• [雑誌論文] 負熱膨張性マンガン窒化物を用いた熱膨張可変複合材料 (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹中康司
  • 雑誌名: セラミックス 巻: 46(11) ページ: 960-964
• [雑誌論文] Magnetic state of Mn_3CuN explored by soft x ray magnetic circular dichroism (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Takenaka, T. Shibayama, A. Ozawa, T. Hamada, T. Nakamura, K. Kodama, and T. Kinoshita
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 110(2) ページ: 4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Giant negative thermal expansion in antiperovskite manganese nitrides (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Hamada, and K. Takenaka
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 109(7) ページ: 3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Giant magnetostriction in antiperovskite Mn3CuN (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Shibayama, and K. Takenaka
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 109(7) ページ: 3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extremely low temperature coefficient of resistance in antiperovskite Mn_3Ag_<1-x>Cu_xN (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Takenaka, A. Ozawa, T. Shibayama, N. Kaneko, T. Oe, and C. Urano
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 98(2) ページ: 3
  • 査読あり
• [雑誌論文] 温めると縮む金属の物理 (2010)
  • 著者名/発表者名: 竹中康司
  • 雑誌名: 日本物理学会誌 巻: 65(11) ページ: 873-877
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetostructural Correlations in Nitrogen-Deficient Antiperovskite Mn_3CuN_<1->δ (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Takenaka, T. Shibayama, K. Asano, and K. Koyama
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 79(7) ページ: 4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gradual development ofΓ^<5g> antiferromagnetic moment in the giant negative thermal expansion material Mn_3Cu_<1-x>Ge_xN (x~0.5) (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Kodama, S. Iikubo, K. Takenaka, M. Takigawa, H. Takagi, and S. Shamoto
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 82(22) ページ: 8
  • 査読あり
• [学会発表] 講演特集「グリーン/ライフイノベーションを支える機能性電子部品材料」「巨大負熱膨張を示すマンガン窒化物を用いた熱膨張可変金属基複合材料」 (2013)
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会平成25年度秋季大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(名古屋市)
  • 年月日: 20131127-29
• [学会発表] シンポジウム「負熱膨張の新展開-相変態に伴う巨大応答と新物質-」「負熱膨張-物質、機構、応用-」 (2013)
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学(徳島市)
  • 年月日: 20130925-28
• [学会発表] 巨大なマイナス熱膨張剤で材料の形状・寸法を制御-ゼロ熱膨張材も実現可能- (2010)
  • 学会等名: 第41回ナノビズマッチ(NBM)「ものづくり革命を目指すナノ材料・加工」
  • 発表場所: 日本貿易振興機構(東京都港区)
  • 年月日: 2010-11-10
• [図書] 負熱膨張材料による熱膨張制御,熱膨張・収縮の低減化とトラブル対策 (2012)
  • 著者名/発表者名: 竹中康司
  • 総ページ数: 65-76
  • 出版者: S&T出版
• [産業財産権] 接着剤およびその製造方法、断熱金型
  • 発明者名: 竹中康司,萩谷忠昭,朝賀隆
  • 権利者名: 国立大学法人名古屋大学,ロイアルエンジニアリング株式会社
  • 産業財産権番号: 特願2013-57020
• [産業財産権] 熱膨張制御金属複合材料およびその製造方法
  • 発明者名: 竹中康司,濱田大輔,松野丈夫,高木英典
  • 権利者名: 独立行政法人理化学研究所,国立大学法人名古屋大学
  • 産業財産権番号: 特願2011-169255およびPCT/JP2012/069570
  • 外国