薄膜における異相界面の理論解析

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22560680
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 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: 一般財団法人ファインセラミックスセンター
• 研究代表者: フィッシャー クレイグ 一般財団法人ファインセラミックスセンター, ナノ構造研究所, 上級研究員 (80524925)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: イオン拡散 / 欠陥構造 / 電子状態

研究概要

本研究ではエネルギーデバイスを構成する材料の特性に重要な影響を与える異相界面に着目し,先端的理論計算を用いて電子・原子レベルでの解析を行った.これまで研究例が少ない2つの酸化物の間の界面に注目して,幾つかの整合性のよい界面の安定構造や結合力,電子状態などの特性を解明し,実験結果と比較した.具体的には実験で観察された薄膜における粒界・表面または異相界面を系統的に検討した.界面近傍の歪が特性にとって特に重要であることがわかった.これらの結果は材料の構造・特性の解明だけではなく,より効率的な異相界面計算手法の開発にも寄与すると期待される.

研究成果

• [雑誌論文] Domain Formation in Anatase TiO_2 Thin Films on LaAlO_3 Substrates (2012)
  • 著者名/発表者名: Shijian Zheng, Craig A. J. Fisher, Takeharu Kato, Yuki Nagao, Hiromichi Ohta, Yuichi Ikuhara
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 101 ページ: 191602-1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computer Simulation of Coherent BaZrO_3/MgO Interfaces (2011)
  • 著者名/発表者名: Craig A. J. Fisher, Akihide Kuwabara, Hiroki Moriwake
  • 雑誌名: J. Ceram. Soc. Jpn. 巻: 119 ページ: 861-866
  • 査読あり
• [学会発表] Atomic Level Investigations of Interfaces of Lithium Ion Battery Cathode Materials (2013)
  • 著者名/発表者名: C. A. J. Fisher, S. Zheng, R. Huang, T. Ogawa, A. Kuwabara, H. Moriwake, M. S. Islam, Y. Ikuhara
  • 学会等名: Munich Battery Discussions : Lifetime and Ageing of Battery Materials and Systems
  • 発表場所: ドイツ, ガーヒング
  • 年月日: 2013-03-14
• [学会発表] Modeling of Oxide Interfaces (2012)
  • 著者名/発表者名: C. A. J. Fisher, A. Kuwabara, H. Moriwake, H. Oki, Y. Ikuhara
  • 学会等名: 36th International Conference and Expo on Advanced Ceramics and Composites (ICACC2012)
  • 発表場所: 米国, デイトナビーチ
  • 年月日: 2012-01-24
• [学会発表] 原子レベルによるBaZrO_3/MgO異相界面の構造・特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: クレイグ・フィッシャー, 桑原彰秀, 森分博紀
  • 学会等名: 第21回日本MRS学術シンポジウム
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2011-12-19
• [図書] "Energy Materials: Lithium Ion Batteries", in Computational Approaches to Energy Materials, 1st ed., A. Walsh, A. A. Sokol and C. R. A. Catlow (eds) (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Saiful Islam and Craig A. J. Fisher
  • 総ページ数: 109-129
  • 出版者: John Wiley & Sons, Ltd.
• [備考] Symposium D-5 "Advanced Computational and Materials Science", International Union of Materials Research Societies-International Conference on Electronic Materials (IUMRS-ICEM2012), 横浜市, 2012年
• [備考] セッションH「計算機シミュレーションによる格子欠陥やナノ構造の解明 : 新規材料創製を目指して」,第21回日本MRS学術シンポジウム,横浜市,2011年.
• [備考] セッションI「計算機シミュレーションによる格子欠陥やナノ構造の解明 : 新規材料創製を目指して」第20回日本MRS学術シンポジウム,横浜市,2010年.