活動・成果 2016年度 | 名古屋工業大学フロンティア研究院

林好一材料科学フロンティア研究院副院長らのグループ

2017年3月30日

東京大学長谷川哲也教授らと共同で『ペロブスカイト型酸窒化物の格子歪みのエンジニアリングによる、アニオン配列制御』についての論文を発表しました。基板との化学結合を利用しながらタンタル酸窒化物の結晶成長させることにより、薄膜中のタンタル周囲の酸素と窒素の幾何学的な配置の制御に成功しました。

論文タイトル

Strain Engineering for Anion Arrangement in Perovskite Oxynitrides

参考URL

ACS NANO, Article ASAP

http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsnano.7b00144

プレスリリース（東京大学）

https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2017/5317/

中山将伸材料科学フロンティア研究院構成員らのグループ

論文タイトル

固体内酸化物イオンの酸化還元によるリチウムイオン蓄電池の高容量化実現につながる正極材料の発見

携帯電話や電気自動車の電源として注目されるリチウムイオン電池は、更なる高容量化（一回の充電で電池に蓄えるエネルギー量を増加させること）が求められています。材料科学フロンティア研究院の中山将伸教授（生命・応用化学専攻環境セラミックス分野）の研究グループは、東京電機大学・藪内准教授のグループなど国内複数グループとの共同研究により、酸化物イオンの固相レドックス反応を利用した新しい高容量電極材料（従来電池容量の約２倍を実現）の反応機構を解明し、その成果をNature Communication誌にて発表しました。
今回の共同研究では中山教授らが量子力学計算による材料シミュレーションを担当し、藪内准教授らのグループによって計測された実験的データと比較検討することで、酸化物イオンのレドックス反応が可能となる結晶構造的条件を提案しました。

中山教授のコメント
『従来の電池材料の設計指針を大きく変えるといわれる酸化物イオンの固相レドックス反応を利用した電池は、その反応の発生条件が解明されておらず、材料開発が半ば運任せになっていました。そのため、世界的に反応機構解明を目指した競争が繰り広げられてきましたが、今回、本学で行われた量子力学計算と東京電機大・藪内グループを中心とした実験的研究を統合した成果が新たな反応機構提案に結びついたことは、この分野の研究・開発を加速するものとして期待しています。
この論文には本学の大学院生である、椎葉寛将君（当時：物質工学専攻博士後期課程３年）向井貴大君（物質工学専攻博士前期課程１年）、橋本侑君（物質工学専攻博士前期課程２年）も大きな貢献をしてくれました。次世代のわが国の材料産業を担う彼らが本研究に欠くことのできない存在として頑張ってくれたことを嬉しく思います。
今回の研究成果は新型電池の反応機構の解明であり、社会に貢献する新しい電池材料の創生とその電池利用はこれからの課題です。加速する国際的な電池材料開発競争の中で、独自の材料開発を行い、わが国の産業発展に寄与していきたいと思います。』

参考URL

Nature Communications 7,13814 (2016)

http://www.nature.com/articles/ncomms13814

プレスリリース（東京電機大学）

http://web.dendai.ac.jp/news/20161224-01.html

林好一材料科学フロンティア研究院副院長らのグループ

2016年6月15日

阪大若林准教授らと共同で『Ba3CuSb2O9における化学・電子軌道ゆらぎ』についての論文を発表しました。電子軌道とスピンが量子的に絡み合った新しい量子力学的な状態である「軌道スピンエンタングル状態」が提案されているBa3CuSb2O9の軌道配列，及び化学的な原子配置の乱れを，蛍光X線ホログラフィーとX線散漫散乱の組み合わせで観測しました。

論文タイトル

Chemical and orbital fluctuations in Ba3CuSb2O9

参考URL

PHYSICAL REVIEW B 93, 245117 (2016)

http://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.93.245117

2016年7月1日

自治医科大柴山教授・東大佐々木教授らと共同で、タンパク質結晶構造解析のための蛍光Ｘ線ホログラフィー測定装置の開発を行い、ヘモグロビンの鮮明なホログラムを観測することに成功しました。本成果は、学術雑誌Review of Scientific Instrumentationsに採択され、Editor’s Picksに選ばれました。

論文タイトル

Development of an X-ray fluorescence holographic measurement system for protein crystals

参考URL

REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS 87, 063707 (2016)

http://dx.doi.org/10.1063/1.4953453

柿本健一材料科学フロンティア研究院院長らのグループ

2016年6月6日
生命・応用化学専攻環境セラミックス分野の柿本健一教授・材料フロンティア研究院院長グループの大学院生、大胡健司さんが、『ニオブ系無鉛圧電セラミックスの圧縮応力依存性と疲労機構』についての論文を発表しました。ドイツFAUのDepartment of Electrical Engineering and Information Technology所属のReinhard Lerch教授との共同研究の成果です。

論文タイトル

Determination of temperature dependency of material parameters for lead-free alkali niobate piezoceramics by the inverse method