| 研究課題/領域番号 |
25420780
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 芝浦工業大学 |
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研究代表者 |
栗林 一彦 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (70092195)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 無容器凝固 / 準安定相 / マルチフェロイック物質 / ナノコンポジット |
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| 研究概要 |
これまでに代表者はペロブスカイト(ABO3)構造を示すRFeO3において、大きく過冷したメルトから凝固させると、準安定な六方晶RFeO3 (h-RFeO3, R:(重)希土類元素)が生成すること、さらにこの準安定相とマンガンフェライトMnFe3O4との複合化を図ったLu(Fe2/3Mn1/3)xOyは、強磁性と強誘電性を併せ持つマルチフェロイックナノコンポジットの候補になることを明らかにした。しかしながらマルチフェロイック性の担保となるナノレベルの微細構造を実現するための組成、言い換えるとLu(Fe2/3Mn1/3)O3とMnFe3O4の最適な組成比は明らかに出来ていなかった。この点を明らかにするべく13年度はh-Lu(Fe2/3Mn1/3)O3とMnFe3O4の準安定状態図の調査を行い、共晶組成はLu(Fe2/3Mn1/3)4O7～Lu(Fe2/3Mn1/3)5O8.3、共晶温度は～1600Kとなることを明らかにした。
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| 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
現用の炭酸ガスレーザーの出力低下が著しいことから、13年度は新たに半導体レーザーを導入し、現用のガス浮遊炉に組み込むことによりLuFeO3よりも高融点のSc(Mn,Fe)O3へ適用を計画していたが、芝浦工業大学における代表者の雇用契約は13年度で終わり再雇用はないとのことから、14年度以降は実験機器を旧職場（宇宙航空研究開発機構）に移設して研究を継続することとなった。このため装置の改修を伴う13年度の計画は移設後に実施するのが効率的との判断から計画を変更し、当初14年度以降の実施を計画していた強磁性相とのナノレベルの共晶、すなわちLuFeO3-Fe3O4の実験を前倒しすることとした。この系の共晶温度はLuFeO3よりも低く、現用の炭酸ガスレーザーでも溶融凝固が可能であり、また必要な希土類元素量はLuFeO3単体よりも低下することから、本研究の目的に適うものと考えている。これまでのところLuFe5O8.3～LuFe6O9.7が共晶組成となりマルチフェロイック性を担保するナノベースの微細組織が得られており、論文にまとめる作業を開始した。以上、13年度は研究計画の変更が余儀なくされたとは言え、研究の全体計画から見れば順調に進んでいると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
14年度前半は、実験装置の宇宙航空研究開発機構相模原キャンパスへの移設を行い、高出力半導体レーザーの導入と併せてチラー、ガス供給設備等の周辺機器の整備を行い、実験環境を整える作業を行う。そして後半では、当初13年度に予定していたLanthanoidを低減したマルチフェロイック物質の探索、具体的にはLuに替わってSc、Y、In等による六方晶準安定相生成の可否を調べ、組成の最適化を行う。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
当初の計画では、性能の低下が著しい現用の炭酸ガスレーザーに替わって、新たに強力な半導体レーザーを導入、現用のガス浮遊炉に組み込むことによって高融点試料の実験を行う予定していたが、代表者の芝浦工大での任期が2013年度末までであり、延長は不可能とのことから、2014年度以降は旧職場（宇宙航空研究開発機構相模原キャンパス）において研究を継続することとした。このため装置の大掛かりな改修をともなう当初の計画は、実験機器の相模原への移設後に行うことが適当と判断して、必用な経費の繰り越しを行った次第である。
上記のとおり、宇宙航空研究開発機構相模原キャンパスに実験装置の移設を行ない、半導体レーザーの組み込みと、チラー、ガス供給設備等の周辺機器の整備を行い、当初の実験を実施する計画です。
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