専攻/講座/分野 相関環境学/物質相関論/物質機能相関論
総人学系
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Message to the prospective students

研究テーマの欄にも書きましたが、革新的次世代蓄電池(Li系、フッ素系正極材、黒鉛負極材)の研究において、構造を精密に解析するとともに、構造やその乱れと電池特性(容量)との関係を明かにすることが優れた材料開発の最も基本となります。電極材はたくさんのイオンを蓄え得るとともに、イオンの良好な伝導体であること、更には電子の良好な伝導体であることが望ましく、このような材料の物性は物質の原子配列に深くかかわっており、構造の正しい把握は、優れたモノづくり、材料開発の基本となります。昨今、我が国においても、放射光、中性子回折/散乱施設の充実は著しく、精密に構造を解析し得る環境が整ってきております。また同様に、計算科学の発展も目覚ましく、原子解列さえ正確に解明すれば、計算により物性を把握し、材料開発に素早くフィードバックすることも可能となっています。このように構造解析技術は、電池材料のみならず、全ての材料開発/研究に不可欠な要素といえるでしょう。
研究分野 X線/中性子線を用いた構造解析、結晶化学
キーワード
研究テーマ 革新型蓄電池材料の研究/開発:結晶構造解析(X線、中性子回折)を軸とした分析、解析技術により、革新的次世代蓄電池(Li系、フッ素系正極材、黒鉛負極材)に関する研究において、構造を精密に解析するとともに、構造やその乱れと電池特性(容量)との関係を明かにすることが私の研究テーマです。電極材はたくさんのイオンを蓄え得るとともに、イオンの良好な伝導体であること、更には電子の良好な伝導体であることが望ましい。このような材料の物性は物質の原子配列に深くかかわっており、構造の正しい把握は、優れたモノづくり、材料開発の基本となります。近年、計算機の発展が目覚ましく、原子解列さえ正確に解明すれば、計算により物性を把握し、材料開発に素早くフィードバックすることも可能となっています。
代表的著書,論文等
所属学会,その他の研究活動等 日本結晶学会/応用物理学会/日本金属学会/電気化学会
担当授業
  • 学部
  • 大学院修士課程
  • 大学院博士課程
  • 全学共通科目
経歴等  ラーベス相におけるC15型規則構造の結晶構造を解明するとともに、規則/不規則構造相転移の研究で理学博士号取得した。大手電機メーカー就職後、単結晶・粉末結晶構造解析、及び回折法/局所分析法を用い、様々な薄膜材料/バルク材料のキャラクタリゼーションを手掛けてきたが、特に構造解析によって相変化光記録材料に関する研究/開発に長く深く携わった。
 DVD-RAM(Rewritable DVD)、Blu-ray discに代表される書き換え型の光ディスクでは、物質の相変化に伴う光学特性の変化を利用して情報記録を行っている。最もよく利用されている相変化材料は、GeTe-Sb2Te3擬二元系薄膜である。この材料は、数10nsという短いレーザー照射による、結晶相(消去状態)-アモルファス相(記録状態)間の、瞬間的な構造変化(書換え)が可能であるとともに、一方で、30~100年以上、記録を安定に保持することもできる(これら二つの時間差は、実に、10^17~10^18倍に及ぶ)。この材料のアモルファス相は、原子同士が強く共有結合しており、室温付近では、非常に安定である、即ち、長時間、記録保持が可能となっている。ところがこのアモルファスは、結晶相へ相転移させるときに必要な結晶核を、その原子配列中に無数に含んでおり、レーザー照射等によりエネルギーを与えると、ある温度以上で、それらを起点に一瞬の内に結晶相に変化することも可能である。この物質の結晶相は、アモルファス相とは異なり、金属的な結合状態となっており、両相の結合状態の差が、光学特性に十分なコントラストを与えている。
 ここ約5年、NEDO革新型蓄電池先端科学基礎研究事業に加わり、結晶構造解析(X線、中性子回折)を軸とした分析、解析技術により、革新的次世代蓄電池の研究・開発に、取り組んでいる。Li過剰系正極材料:Li2MnO3に関する研究において、この化合物に内在する多量の積層欠陥や、遷移金属層上における大きなカチオンミキシングが、Li層上のLiだけではなく遷移金属層のLiも含んだ、Liイオンのスムースな長距離伝導パスを形成し、高容量化に寄与していることを見出した。また、永らく不明であったLi含有負極黒鉛材に関し、充電/放電全過程にわたって変調構造を取りながら変化していることも明らかにした。
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