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圧電体の複雑な結晶構造変化の高速応答を直接測定

—IoTセンサーの高性能化に期待—

2017.08.28
(2017.08.29 更新)


国立大学法人 東京工業大学
国立大学法人 名古屋大学
公益財団法人 高輝度光科学研究センター
国立研究開発法人 物質・材料研究機構

東京工業大学、名古屋大学、高輝度光科学研究センター、NIMS、ニューサウスウエールズ大学らの研究グループは、電圧によって形状が変化する圧電体結晶について、原子の変位、単結晶領域の再配列などの複雑な現象が、1億分の4秒(40ナノ秒)の短時間に高速で起きていることを、大型放射光施設SPring-8の高輝度放射光を用いた時間分解X線回折実験によって、世界で初めて解明しました。

概要

東京工業大学 物質理工学院 (同大学元素戦略研究センター兼任) の舟窪浩教授と同大学院総合理工学研究科の江原祥隆博士後期課程学生 (当時) 、同大学科学技術創成研究院 フロンティア材料研究所の安井伸太郎助教、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研究者兼任) の山田智明准教授、高輝度光科学研究センター (JASRI)の今井康彦主幹研究員、NIMS技術開発・共用部門 (先端材料解析研究拠点シンクロトロンX線グループグループリーダー併任) の坂田修身ステーション長、ニューサウスウエールズ大学 (オーストラリア) のナガラジャンバラノール教授らの研究グループは、電圧によって形状が変化する圧電体結晶について、原子の変位、単結晶領域の再配列などの複雑な現象が、1億分の4秒(40ナノ秒)の短時間に高速で起きていることを、大型放射光施設SPring-8の高輝度放射光を用いた時間分解X線回折実験によって、世界で初めて解明しました。

圧電体は、インクジェットプリンタや3次元プリンタ、カメラの手振れ防止機構等に幅広く用いられ、最近では、身の回りにある振動から発電する“振動発電”や建物等の異常振動のセンサー等への応用が期待されるなど、永続的に使用できる自立電源としてIoTセンサーネットワークへの応用も期待されています。

今回の成果は、英国のオンライン科学雑誌「サイエンティフィックレポート (Scientific Reports) 」に8月29日付で掲載されます。

「プレスリリース中の図2 : 試料に電圧を印加した時に起きる結晶の構造変化の模式図赤で示した結晶の伸び、青で示した結晶の一部が赤で示した結晶へ変化、青および赤で示した結晶の角度の変化といった複雑な現象が同時に起こっている。」の画像

プレスリリース中の図2 :
試料に電圧を印加した時に起きる結晶の構造変化の模式図
赤で示した結晶の伸び、青で示した結晶の一部が赤で示した結晶へ変化、青および赤で示した結晶の角度の変化といった複雑な現象が同時に起こっている。




本件に関するお問合せ先

研究に関すること (全般)
東京工業大学
物質理工学院/元素戦略研究センター
教授
舟窪 浩 (ふなくぼ ひろし)  
TEL & FAX : 045-924-5446
E-Mail: funakubo.h.aa=m.titech.ac.jp
([ = ] を [ @ ] にしてください)
測定に関すること
物質・材料研究機構
技術開発・共用部門 高輝度放射光ステーション ステーション長
先端材料解析研究拠点 シンクロトロンX線グループ グループリーダー
坂田 修身 (さかた おさみ)
TEL : 0791-58-1970
E-Mail: SAKATA.Osami=nims.go.jp
([ = ] を [ @ ] にしてください)
高輝度光科学研究センター (JASRI)
主幹研究員
今井 康彦 (いまい やすひこ)
TEL : 0791-58-0802
E-Mail: imai=spring8.or.jp
([ = ] を [ @ ] にしてください)
名古屋大学
大学院工学研究科 エネルギー理工学専攻 准教授
山田 智明 (やまだ ともあき)
TEL : 052-789-4689
E-Mail: t-yamada=energy.nagoya-u.ac.jp
([ = ] を [ @ ] にしてください)
東京工業大学
科学技術創成研究院 フロンティア材料研究所
助教
安井 伸太郎 (やすい しんたろう)
TEL : 045-924-5626
E-Mail: yasui.s.aa=m.titech.ac.jp
([ = ] を [ @ ] にしてください)
取材申し込み先
東京工業大学
広報・社会連携本部 広報・地域連携部門 
TEL : 03-5734-2975
FAX : 03-5734-3661
E-Mail: media=jim.titech.ac.jp
([ = ] を [ @ ] にしてください)
名古屋大学
総務部総務課広報室
TEL : 052-789-2699
FAX : 052-789-2019
E-Mail: kouho=adm.nagoya-u.ac.jp
([ = ] を [ @ ] にしてください)
高輝度光科学研究センター
利用推進部 普及情報課
TEL : 0791-58-2785
FAX : 0791-58-2786
E-Mail: kouhou=spring8.or.jp
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国立研究開発法人物質・材料研究機構
経営企画部門 広報室
TEL : 029-859-2026
FAX : 029-859-2017
E-Mail: pressrelease=ml.nims.go.jp
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