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微構造解析・計算材料設計 研究開発トップに戻る

 主力機器である透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscopy : TEM)を駆使して、各種材料のミクロ(10-6m)〜ナノ(10-9m)サイズにおける微構造解析を行っています。微構造は、材料の各種特性と密接な関係を持っており、より優れた材料の設計・開発のためには欠かせない技術です。
 また、第一原理計算等による計算材料設計は、量子力学の基本的な原理のみを用いて経験的要素を使わずに物質の構造や特性を算出する技術であり、これによって未知現象や人工的に今後作り出す物質の物性などを予測することができます。
 本研究分野ではこれら「透過型電子顕微鏡解析技術」と「計算材料設計技術」を用いて計算材料設計の更なる開発と物性予測を通した材料開発を展開しています。

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2015年度 研究成果 2015年度の一覧に戻る

2015-1 高感度電子線ホログラフィーによる薄膜太陽電池内部の電位観察
  世界最高感度の位相シフト電子線ホログラフィー法 を用いて、薄膜太陽電池内部の電位分布を定量計測
2015-2 In situ 位置分解EELSによる全固体Liイオン電池の充放電中のLi濃度観察
  In situ 位置分解 電子エネルギー損失分光法 (EELS)を用いた充放電中のLi分布の直接観察
2015-3 Liイオン電池用固体電解質LLNbOの微細構造解析
  固体電解質La(1-x)/3LixNbO3の原子レベルでの局所構造解析とLiイオン伝導性との相関性を探求
2015-4 スピネル系正極活物質における固溶状態と電極反応機構の解析
  第一原理計算を用いてスピネル型正極活物質における電位を支配する電子構造因子の解明
2015-5 第一原理計算によるLiCoO2多形体の構造と特性
  Li 二次電池用正極材料 LiCoO2における多形体の安定性・正極電位の積層順序に対する依存性
2015-6 理論計算によるNaイオン電池用活物質NaxV2(PO4)3の伝導特性
  Naイオン二次電池用正極材料NaxV2(PO4)3のNa濃度と陽イオン伝導性および拡散経路を系統的に検討
2015-7 一定電束密度下の第一原理計算によるZnOの強誘電性解析
  論計算から有限電界下におけるZnOの挙動を解析し強誘電性の可能性について検討
2015-8 AgNbO3の電場誘起強誘電相転移に関する第一原理計算
  非鉛圧電候補材料であるAgNbO3の強誘電性の起源を理論計算により解明
2015-9 強誘電体における構造相転移の第一原理計算
  第一原理計算による新規強誘電体であるBi2SiO5の自発分極の理論計算、構造相転移のメカニズムの解明
2015-10 第一原理計算によるY2Ti2O7結晶における点欠陥安定性の評価
  原子レベルでの理論計算により、Y2Ti2O7結晶における点欠陥の形成エネルギーの評価
2015-11 第一原理計算による水素吸蔵合金の特性解析
  原子レベルの理論計算による、 Ti-V系水素吸蔵合金の安定構造と平衡水素圧の解析
2015-12 アルミナ中の粒界拡散に関する理論解析
  アルミナ粒界における拡散原子種に関する原子レベルの理論計算
2015-13 欠陥構造による歪み場を利用した高電子移動度SrTiO3薄膜の開発
  SrTiO3結晶内部に欠陥構造による歪み場を導入し電子移動度向上に成功
2015-14 ゼオライトにおける吸着カチオンの直接観察手法確立
  電子顕微鏡の光学条件を最適化することでゼオライト内カチオンの直接観察が可能
2015-15 ゼオライト膜の粒界における細孔チャンネル連続性の解析
  ゼオライト膜の分離特性を支配する結晶粒界における細孔チャンネル連続性について考察
2015-16 電子顕微鏡を用いた半導体材料の欠陥構造解析技術
  半導体結晶内に形成される多様な欠陥の抽出技術およびその欠陥構造を精密に解析する技術を連携
2015-17 高経年太陽光セルの微細構造解析
  ・高経年太陽光セルの電子顕微鏡観察する技術の確立
・エレクトロルミネッセンス像と微細構造との関連を解明
2015-18 微結晶ネオジム磁石の高温における磁区・磁壁構造観察
  高温における外部磁場印加にともなうネオジム磁石内の磁区構造変化の動的観察・解析技術の確立


2014年度 研究成果 2014年度の一覧に戻る

2014-1 位置分解EELSによるその場形成負極活物質の電子状態計測
  全固体Liイオン電池の電極/電解質界面におけるLi分布と遷移元素(Ti)、酸素(O)の電子状態変化を同時計測する
2014-2 位置分解EELSによる全固体Liイオン電池のLiCoO2正極の劣化解析
  その場位置分解EELS計測により、全固体Liイオン電池のLiCoO2電極内部の電池反応の解析を行う
2014-3 リチウムイオン伝導体の低温短時間合成
  反応メカニズムの解明により、合成時間を大幅に短縮し、リチウムが揮散しない低温・短時間プロセスを開発した
2014-4 リチウムイオン二次電池用正極膜のナノ構造解析
  HAADF-STEM、ABF-STEM法により、エピタキシャル正極膜と基板界面の結晶構造を原子レベルで解析した
2014-5 固体電解質LLTO中90°ドメインのLi伝導への影響
  理論計算により、固体電解質LLTOのLi伝導が90°ドメインにより支配されていることを明らかにした
2014-6 第一原理計算によるウルツァイト型結晶構造の強誘電性解
  原子レベルでの理論計算により、ウルツァイト型結晶構造の強誘電性の可能性について検討する
2014-7 アルミナ中の粒界拡散に関する理論解析
  原子レベルの理論計算により、アルミナ粒界における原子拡散のメカニズムを検討する
2014-8 第一原理計算による単鎖イノケイ酸塩Bi2SiO5の強誘電性の解析
  第一原理計算により強誘電体Bi2SiO5の構造相転移のメカニズムを明らかにし、電子構造を解析する
2014-9 第一原理計算によるLiCoO2ポリタイプの構造と特性
  Li二次電池用正極材料LiCoO2の、多形体の安定性・正極電位と積層順位の依存性を、系統的に検討する
2014-10 第一原理計算による水素吸蔵Ti-V合金の固溶状態解析
  原子レベルの理論計算により、Ti1-xVxH2合金の固溶状態について解析する
2014-11 貴金属ナノ触媒による炭素材料酸化過程のその場観察
  環境電子顕微鏡を用いガス環境下での反応過程をナノスケールで直接観察する
2014-12 収差補正モノクロメータSTEMによる高エネルギー分解能EELS測定
  収差補正とモノクロメータを装備したSTEMにより、原子レベルの空間分解能と高エネルギー分解能EELS測定
2014-13 電子顕微鏡を用いたイットリウム系長尺超電導線材の微細構造解析
  EuBa2Cu3Oy超電導層内部の超電導電流阻害粒子の分布をFIB-SEMデュアルビーム装置により3次元的に把握
2014-14 ゼオライト水分離膜の構造解析
  微細結晶粒子層からなるゼオライト膜が、高い過飽和状態を経た後に形成した
2014-15 ゼオライト内吸着カチオンの精密構造解析
  ゼオライト内の有効なイオン交換・吸着サイトについて電子顕微鏡法と計算科学手法により評価・解析する
2014-16 透過電子顕微鏡を用いた複合評価によるSiC結晶欠陥の定量解析
  SiC単結晶内に形成される様々な欠陥の抽出技術およびその欠陥構造を精密に解析する技術を開発
2014-17 ネオジム磁石の高温における磁区・磁壁構造観察
  180℃近辺における外部磁場印加にともなうネオジム磁石内の磁区構造変化の動的観察・解析
2014-18 焼結シミュレーションソフトウェアSinterPro改良版の開発
  焼結シミュレーションソフトウェアSinterProの改良を行い、新機能を追加し既存機能を大幅に改良した


2013年度 研究成果 2013年度の一覧に戻る

2013-1 位置分解EELSによる次世代全固体電池内部のLi分布直接観察
  Liイオンの移動抵抗が低い「その場形成電極/固体電解質」界面近傍のLi分布を観察し、そのメカニズムを解明
2013-2 第一原理計算と機械学習に基づいたリチウム固体電解質の探索
  構成元素・組成をさまざまに変えた固体電解質群のイオン伝導度を予測する技術を開発
2013-3 リチウム二次電池用正極材料の微細構造解析
  LiMn2O4膜の成膜性、基板−膜界面の整合性について微細構造を解析
2013-4 ナノロッドを導入したPLD-Y系超電導線材の微細構造観察
  GdBa2Cu3Oy超電導層のTEM観察およびEDS分析を行い、導入されたナノロッドの形成状態を把握
2013-5 収差補正電子顕微鏡によるゼオライト骨格微細構造の観察
  これまでに可視化できなかったゼオライト骨格の微細構造をはじめて観察
2013-6 ナノスリット構造を有するゼオライト膜の構造解析
  結晶体の特異な緻密化現象によるナノスリットを包含するゼオライト膜の形成を確認
2013-7 第一原理計算による結晶材料のゼーベック係数の理論評価
  結晶材料の電子構造計算の情報を元に、ゼーベック係数の定量評価を可能にする技術の開発
2013-8 AgNbO3強誘電相転移の第一原理計算
  非鉛圧電材料の候補材料であるAgNbO3の強誘電体相転移に関して第一原理計算にて検討
2013-9 アルミナ粒界における欠陥生成の第一原理計算による検討
  アルミナ粒界での空孔の生成しやすさを検討するため、原子レベルの理論計算を実施
2013-10 理論計算によるTiO2薄膜におけるドメイン境界の構造・特性
  アナターゼTiO2薄膜における90oドメイン境界の 構造・安定性を、原子レベルでの理論計算で解明
2013-11 収差補正モノクロメータSTEMによる高エネルギー分解能EELS測定
  モノクロメータ装備収差補正STEMにより、高空間分解能・高エネルギー分解能EELS測定が可能
2013-12 収差補正STEMを用いたネオジム磁石の超高分解能観察
  ネオジム磁石に代表される強磁性材料の原子構造を、STEMを用いて解析する技術を確立
2013-13 LiMn2O4単粒子特性のFIB-SEM三次元解析評価
  BET法等で測定されるバルク粉体の平均値ではなく、原料粉末粒子1個の比表面積などを詳細に解析
2013-14 走査型電子顕微鏡による高分子フィルムの微細構造解析
  走査型電子顕微鏡(SEM)を用い、導電性の低い高分子フィルムの表面および断面の微細構造観察を行った


2012年度 研究成果 2012年度の一覧に戻る

2012-1 ARABF-STEM法による軽元素の直接観察
  環状明視野(ARABF)STEM法の観察条件を最適化し、軽元素(酸素から水素まで)の直接観察に成功
2012-2 リチウムイオン電池用固体電解質の原子構造観察
  HAADF/ABF-STEM 法、 EELS 分析を用いた固体電解質i0.34La0.51TiO2.94の積層欠陥の原子構造観察
2012-3 高電位正極活物質LiNi0.5Mn1.5O4の電子構造解析
  正極活物質LiNi0.5Mn1.5O4において5V級高電位が発生するメカニズムを第一原理計算で解明
2012-4 リチウムイオン固体電解質の第一原理分子動力学計算
  固体電解質におけるLiイオンの拡散係数の定量評価、および、伝導機構解明に成功
2012-5 ナノ粒子が分散した超電導線材の電子顕微鏡による微細構造解析
  人工ピンニングセンターとして超電導層に形成されたナノ粒子を透過型電子顕微鏡(TEM)により解析
2012-6 磁性体担持カーボンマイクロコイルの微細構造解析
  磁性体を担持したカーボンマイクロコイル(CMC)の電子顕微鏡による微細構造解析
2012-7 理論計算によるゼオライト中の水分子吸着の解析
  ゼオライト膜の水分子吸着現象の原子レベルでの理論計算
2012-8 酸素ガスセンサにおける電極反応に関する第一原理計算
  ステップ構造をもつ白金表面上における酸素原子の吸着状態についての第一原理計算


2011年度 研究成果 2011年度の一覧に戻る

2011-1 環状明視野STEM法による水素原子の直接観察
  環状明視野(ABF)STEM法の観察条件を最適化し、最も軽い元素である水素の直接観察に成功
2011-2 電子線ホログラフィーによる全固体LI電池内部のその場電位計測
  全固体Li電池をTEM内で動作させ、正極ー固体電解質ー負極全域でイオンによる電位変化の観察に成功
2011-3 化学溶液法で作製したLiイオン電池用正極材料の微細構造解析
  化学溶液調製法により作製したLiMn2O4ナノ粒子と LiMn2O4配向膜の微細構造解析
2011-4 Liイオン電池用正極材料LiCoO2薄膜中の粒界構造解析
  Liイオン伝導体の特性と格子欠陥の関係を解明するため粒界構造などを原子レベルでの理論計算を行った
2011-5 無機固体電解質LISICONにおけるLiイオン伝導の第一原理計算
  Liイオン伝導体におけるLiイオンの空間分布とイオン伝導機構について、第一原理計算を用いて解析
2011-6 酸化物系固体電解質における点欠陥濃度の第一原理計算
  点欠陥の熱平衡濃度を任意の温度・雰囲気環境下で定量的に評価
2011-7 イットリウム系超電導線材の電子顕微鏡による微細構造解析
  超電導層に形成された突起物および異相を同定し、これらの3次元分布を明らかにした
2011-8 BaTiO3中のMn固溶状態とそのMLCC信頼性への影響
  MLCCの信頼性に大きな影響を有するBaTiO3中のMnの電子状態を第一原理計算にて解析


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