特集　機能元素のナノ材料科学(9,10月合併号)
マテリアル インテグレーション 2009年9月号
ELECTRONIC CERAMICS 機能元素のナノ材料科学(9,10合併号)

Control of the nonmaterial structure on the modified TiO2 (110) surface
■著者
北海道大学　 触媒化学研究センター　教授 朝倉　清高

■要約
The TiO\un{2} (110) surface is the most widely investigated oxide surface whose chemical and physical properties are well understood. We have successfully prepared the Ni and Cu species with atomically controlled structure using the interaction or modified interaction with TiO\un{2} (110) surface. We have developed the polarization dependent total reflection fluorescence X-ray absorption fine structure (PTRF-XAFS) method and determine the highly dispersed species in a 3 dimensional manner. Atomically dispersed Ni can be prepared at the step site of TiO\un{2} (110) surface and one-dimensional Ni\un{3} cluster grows around the step edge. On the other hand it is difficult to obtain the monoatomically dispersed Cu on the bare TiO\un{2} (110) surface because of the smaller interaction of Cu and the surface oxygen atoms on TiO\un{2} (110) surface. The appropriate modification to reinforce the interaction of Cu with the TiO\un{2} surface can enable us to obtain the highly dispersed Cu species. We will discuss the origin of the interaction with metal and TiO\un{2} (110) surface.


Eu,Y置換Ca2SnO4のサイト選択性と蛍光発光特性
■著者
東北大学 多元物質科学研究所　教授 山根久典

■要約
Ca2とSn4の一部を発光機能元素のEu3で置換した固溶体Ca2-xEu2xSn1-xO4を固相反応法で合成し,Eu3+置換量xに対する結晶構造や励起・発光特性の変化を調べた.また,Eu3とY3で共置換した固溶体Ca1.8Y0.2Eu0.2Sn0.8O4を合成し,置換サイト選択による発光強度の増大を観察した.


抵抗スイッチングを示す金属-ペロブスカイト型マンガン酸化物界面での伝導機構
■著者
東京大学 大学院工学系研究科応用化学専攻 大久保勇男

■要約
抵抗スイッチング現象を示す金属(Al)/絶縁体(エピタキシャルPr0.7Ca0.3MnO3)/金属(LaNiO3)構造を作製し,Al/Pr0.7Ca0.3MnO3界面で発生する抵抗スイッチング現象の理解のために電流-電圧特性の詳細な解析を行った。抵抗スイッチング前の高抵抗状態では空間電荷制限電流が,低抵抗状態ではプールフレンケル伝導とショットキーエミッションが支配的な伝導であることが明らかになった.


分極軸配向正方晶Pb(Zr,Ti)O3厚膜の作製と評価
■著者
東京工業大学　大学院総合理工学研究科 物質科学創造専攻 舟窪　浩

■要約
結晶の変位量を精度良く測定する必要が有る圧電性の基礎特性の評価には,膜厚が1μmを超える完全分極軸配向した“厚膜”の作製が必要であるが,これまで分極軸配向した厚膜は実現されていなかった.著者らの研究グループは,新規基板であるCaF2基板を用いることで,膜厚1μm以上の完全分極軸配向膜の作製に成功したので報告する.


PDF/月刊誌論文/code:pg_0909_05 マテリアル インテグレーション 2009年9月号
ELECTRONIC CERAMICS 機能元素のナノ材料科学(9,10合併号)

高密度ポリマーナノシリンダーアレイによるテンプレートプロセス
■著者
東京工業大学資源化学研究所　 集積分子工学部門 助教 鎌田香織

■要約
ブロックコポリマーを構成する高分子鎖の種類や組み合わせが多様化し,熱可塑性エラストマーとして幅広い工業的用途に応えている.また,ミクロ相分離挙動により,10 0 nm〜10 1 nmの範囲において規則的な周期構造を自己組織的に形成することから,新しいナノテクノロジーの一つとしても近年注目を集めている.本誌では,ブロックコポリマーのミクロ相分離構造と応用展開について紹介する.


超高圧超高温下での合成と結晶成長
■著者
名古屋大学大学院工学研究科マテリアル理工学専攻 長谷川　正

■要約
LASER-DACを用いた超高圧高温超臨界窒素流体を用いた希土類金属窒化物などの創製と,同じくLASER-DACを用いた超高圧高温超臨界水を用いた遷移金属酸化物の合成と結晶成長についての結果を簡単に述べる.


誘電体TiO2/SrTiO3ヘテロ界面の構造と電子状態
■著者
名古屋大学 大学院工学研究科 科学技術振興機構 さきがけ 太田　裕道

■要約
筆者らの研究グループは,誘電体TiO2/SrTiO3ヘテロ界面に二次元伝導電子が生成し,局在化する機構を解明するため,まずヘテロ界面の構造を可視化し,次いで電子伝導を担う界面近傍のTiイオンの電子状態を詳細に調べた.その結果,TiO2/SrTiO3界面にはSrTiO3とほぼ格子整合した厚さ約2nmのTiO2(アナターゼ)層が存在し,界面近傍のTi価数は3+成分を多く含むことが明らかになった.本稿では,TiO2/SrTiO3単結晶ヘテロ界面の構造解析と電子状態解析による可視化について解説する.


強磁性を示す準安定酸化物薄膜の合成と構造
■著者
京都大学大学院 工学研究科　材料化学専攻　教授 田中 勝久

■要約
準安定な酸化物相から成る薄膜が安定相とは異なり強磁性あるいはフェリ磁性を示す結晶の例としてZnFe2O4とEuTiO3を取り上げ,これらの磁性の特徴と,強磁性やフェリ磁性の起源となる結晶構造に関して述べる.ZnFe2O4の安定相は磁気モーメントのフラストレーションのため磁気構造が複雑であるが,10Kにネール温度を持つ反強磁性体と見なされる.このため安定相の室温での磁化はきわめて低いが,スパッタ法で作製したZnFe2O4薄膜はフェリ性的な挙動を示し,キュリー温度は室温より高くなる.薄膜中ではスピネル型構造において四面体位置のZn2+と八面体位置のFe3+の一部がサイト交換して,新たに生じる超交換相互作用が強い磁化と高いキュリー温度をもたらしている.一方,EuTiO3は安定相が5.3Kにネール温度を持つ反強磁性体であるが,パルスレーザー堆積法により作製したEuTiO3薄膜はキュリー温度が2K程度の強磁性体となる.EuTiO3結晶における安定なスピン配列に関する理論計算の結果と照らし合わせると,薄膜では面外方向への格子の伸びが強磁性的な磁気構造を安定化しているものと考えられる.


GaMnNのバンド構造と常磁性-強磁性可逆転移
■著者
京都工芸繊維大学大学院 工芸科学研究科 電子システム工学部門　准教授 園田早紀

■要約
Mn添加GaN(GaMnN)のバンド構造と磁気特性について議論する.これまでに,Mn価数の2価/3価混成,VRH伝導,低温領域でのキャリアの局在とヒステリシスの消失などの実験結果が得られている.我々はこれらの実験結果からMn3d準位がGaNギャップ中にあり,価数混成状態がおこると,この準位間を電子が飛び移れるように強磁性配列が起こるという強磁性発現モデルを提案してきた.本研究では,XPSによるバンド構造検証,脱水素による磁気特性の変化を通してより詳細に検証した.その結果,Mn添加によるフェルミレベルの低下,およびギャップ中の新しい状態の形成,水素添加によるフェルミレベルの上昇をXPSスペクトル分析より確認した.また,脱水素化により強磁性-常磁性転移が起こることを確認した.以上より,上記のモデルの妥当性が示された.


ねじり成分によるアルミナ小傾角粒界の構造変化
■著者
大阪市立大学　大学院工学研究科 機械物理系専攻　講師 中村　篤智

■要約
ねじり成分をわずかに含むアルミナ小傾角粒界の構造について,透過型電子顕微鏡法(TEM)を用いて解析を行い,その転位配列に関して結晶学的考察を行った.傾角成分とねじり成分の混じり合う粒界の構造については,これまで十分研究がなされていなかった.そこで,わずかなねじり成分の付与によって結晶方位差を補償する転位が3〜17本の部分転位に分解することを明らかにするとともに,それらのバーガースベクトルの配置がねじりの補償という観点で非常にリーズナブルであることを説明した.


金属イオン添加リン酸カルシウムの合成と微細構造
■著者
大阪府立大学 大学院工学研究科　物質化学系専攻マテリアル工学分野 中平　敦

■要約
Znを含有したハイドロキシアパタイト単一相の合成を目指して,湿式合成プロセスにて各種の合成条件,例えば,Ca/P比,Zn添加量,熱処理温度が生成物の微細構造ならびに微細組織に及ぼす影響について検討するために,各種のハイドロキシアパタイト試料の合成を試みたので,それらの結果を報告する.


半導体中転位の電気的性質
■著者
東京大学生産技術研究所 枝川　圭一

■要約
本稿では,まず次節で半導体中転位の電気的性質に関する基礎的事項を整理し,従来の研究の幾つかを紹介する.続いて第3節,第4節で最近我々が行ったGaN中荷電転位による電界光学効果に関する研究,GaN及びGaP中転位の電気伝導に関する研究について述べる.最終第5節では,本稿の簡単なまとめを述べる.


STEM直接観察による複雑化合物の局所解析
■著者
東京大学大学院 工学系研究科 阿部英司

■要約
STEM法は物質中の局所的な原子構造・組成・電子状態を高い空間分解能で総合的に解析できる手法として,基礎・応用の両面から現在盛んに研究が行われ,従来法では解析が困難であった局所構造が次々と解明されつつある.本稿では,準結晶と水素吸蔵化合物の2つの複雑合金相についてSTEM法を適用した例を簡単に紹介しながら,顕微鏡直接観察で行う構造解析のメリットを改めて再認識していきたい.


酸化物セラミックスの焼結挙動と機能元素
■著者
物質・材料研究機構ナノセラミックスセンター 高融点微結晶グループ　主幹研究員 吉田 英弘

■要約
著者らのグループは様々な酸化物セラミックスで,機能元素による粒界・界面設計に基づいた組織制御や機能発現に取り組んでいるが,本稿では機能元素ドーピングによるイットリア (Y2O3) 多結晶体の焼結性向上の研究を採り上げ,難焼結材であるY2O3の低温焼結の成功例について紹介する.


連載
近代日本のセラミックス産業と科学・技術の発展に尽力した偉人,怪人,異能,努力の人々(35)
■著者
宗宮　重行


連載
Geocities.com/Tokyo 1406番地の消滅を迎えて
■著者
物質・材料研究機構 光材料センター 轟　眞市


巻頭言
機能元素のナノ材料科学---新プロセス研究を中心として---
■著者
東京大学大学院工学系研究科 総合研究機構 幾原　雄一