NIMS フォーラム - 物質・材料研究機構

潮田資勝
国立研究開発法人
物質・材料研究機構
理事長
清涼の候、皆様におかれましては益々ご健勝のこととお慶び申し上げます。
国立研究開発法人物質・材料研究機構（NIMS）が生み出した最新の成果を多くの方々、
特に新材料を必要とされている企業のみなさま中心に知っていただくため、NIMS 設立以来
「NIMS フォーラム」を開催してきました。多くの方々の関心に支えられ、今年で第 15 回を数
えることとなりました。
今回のテーマは、「『超』のつく材料と技術もってます」としました。
NIMS が開発したスーパーな特性を持つ材料、ユニークで他に類するものがない材料など、
NIMS フォーラムでしか見られない新物質、新材料をお披露目するという我々の意気込みを
示しております。従来の材料では解決できない社会の課題に、材料の新しい視点から取り組む
NIMS の成果をぜひご覧いただきたいと思います。
特別企画としまして、産業界をリードする世界的企業の日本法人社長をお招きし、製造業に
おける新材料の役割について特別講演をおこなっていただきます。さらに、最近急速に注目を
集めている材料開発の新しい潮流、マテリアルズ・インフォマティクスについて、みなさまに
いち早く最新事情をお伝えするため、この分野をリードする方々をお招きし詳細な解説と世界
動向をご説明いただくとともに、NIMS で始まった新たな取り組みもご紹介します。通常では
お話を伺うことの難しい方々が一堂に会する貴重な機会です。ぜひご聴講いただければ幸いで
す。
会場には企業の皆様との連携相談用ブースを併設することで、他にはないビジネスチャンス
もご提供いたします。
この NIMS フォーラムで、世界を先導する NIMS の研究力を直接肌で感じていただき、
NIMS 研究者と直接対話していただく中から新たなブレークスルーとなり得る物質・材料に出
会っていただけるものと確信しています。
−1−
プログラム
オーラルセッション
9:30
開場、受付開始
10:00-10:15 開会挨拶
10:15-10:20
来賓挨拶
10:20-10:30
フォーラム概要案内
10:30-10:45 NIMS 研究成果トピックス講演 1（15min）
「世界最高磁場 NMR システムの開発と応用」
( ポスター No.26、27)
清水禎
10:45-11:00
NIMS 研究成果トピックス講演 2（15min）
｢環境エネルギー材料の GREEN 表界面計測技術｣ ( ポスター No.16)
藤田大介
11:00-11:40
特別講演（40min）
｢Making Commercial Airplanes...with Japan.｣（英語講
演）ボーイング・ジャパン社長 George Maﬀeo 氏
11:40-12:50
ランチタイム、ポスターセッションコアタイム（70min）
12:50-15:20
特別講演およびパネルディスカッションマテリアルズ・インフォマティクス（150min）
12:50-13:00
概要説明（10min）
NIMS 情報統合型物質・材料研究拠点拠点長寺倉清之
基調講演（50min（質疑含む）
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13:00-13:50 ｢開拓型研究による新材料開発｣
東京工業大学教授細野秀雄氏
レイアウト変更のため 10 分インターバル
ショート講演（15min）
14:00-14:15 「マテリアルズ・インフォマティクスとは何か ‐ 物質材料科学とデータ駆動科学 ‐ 」
東京大学教授岡田真人氏
ショート講演（15min）
14:15-14:30 「出口側からみる MI2 期待と課題」
NIMS 情報統合型物質・材料研究拠点（元トヨタ自動車株式会社）真鍋明
パネルディスカッション（50min）
モデレーター：寺倉清之
パネリスト：細野秀雄氏
岡田真人氏
14:30-15:20
真鍋明
岩崎富生氏（株式会社日立製作所）
常行真司氏（東京大学）
知京豊裕（NIMS）
15:20-15:50 コーヒーブレーク（30min）
15:50-16:05
NIMS 研究成果トピックス講演 3（15min）
｢液中電気泳動現象を利用したセラミックス成形｣ ( ポスター No.43)
打越哲郎
16:05-16:20
NIMS 研究成果トピックス講演 4（15min）
｢パワーエレクトロニクス材料の低温大気圧ハイブリッド接合｣ ( ポスター No.41)
重藤暁津
16:20-17:25
ポスターセッションコアタイム（65min）
17:25-17:30
閉会挨拶（ポスターセッション会場）（5min）
−2−
ポスター目次
理論・計算・材料情報：マテリアル・インフォマティクス
事業紹介
情報統合型物質・材料開発イニシアティブ (MI2I)
寺倉清之伊藤聡
12
情報統合型物質・材料開発イニシアティブ (MI I)
寺倉清之伊藤聡
13
１
電子構造計算データベース (CompES-X) の公開
徐一斌桑島功
14
2
マテリアルズインフォマティクスのためのハイスループット実験と計測
知京豊裕柳生進二郎
15
3
2D transition metal carbides and nitrides (MXenes) for energy
and electronic applications
Mohammad Khazaei
新井正男佐々木泰造
16
魚崎浩平加連明也
17
事業紹介
2
エネルギー（発電・ストレージ）材料
事業紹介
ナノ材料科学環境拠点 (GREEN)
4
全固体電池材料のエピタキシャル成長
高田和典大西剛三石和貴
18
5
リチウム空気二次電池
久保佳実伊藤仁彦
19
6
低温プロセスで作る高信頼性ペロブスカイト太陽電池
白井康裕柳田真利
20
7
High Performance of Perovskite Solar Cells
韓礼元 Ashraful Islam
21
8
半導体 Si ナノ構造太陽電池
深田直樹 Wipakorn Jevasuwan
22
PEMFC 用省白金電極及び SOFC 用電極
森利之シプラチャウハン
鈴木彰アンドリレドニク
23
10
再生可能エタノール資源からクリーンな電気をつくる：TaPt3 触媒
阿部英樹
24
11
水素製造用 Ni ハニカム触媒
出村雅彦許亜平野敏幸
25
12
水素液化に適した巨大磁気冷凍物質
北澤英明
26
13
水素ハイドレート中の水素の拡散過程に関する理論的研究
奈良純宮崎剛
27
14
ありふれた元素からなる新規熱電変換材料
高際良樹篠原嘉一
28
15
新規な高性能熱電材料と熱電変換素子
森孝雄
29
環境エネルギー材料の GREEN 表界面計測技術
藤田大介橋本綾子三石和貴
増田卓也野口秀典石田暢之
30
9
16
高効率エネルギー利用材料
17
高効率火力発電を可能にする NIMS 先進フェライト耐熱鋼
戸田佳明
31
18
高温形状記憶合金
御手洗容子
32
19
航空機エンジンに用いる高強度耐熱チタン合金の開発
北嶋具教御手洗容子
33
20
次世代無機材コーティングベアリングシステム
土佐正弘鈴木裕本田博史
笠原章佐々木道子後藤真宏
34
21
粘土鉱物による低摩擦材料
佐久間博田村堅志
35
22
Aerogels for Thermal Management Applications
Rudder WU Raymond VIRTUDAZO
36
先端計測技術
事業紹介
NIMS ナノテクノロジープラットフォーム共用施設の概要（I）
野田哲二藤田大介
37
事業紹介
NIMS ナノテクノロジープラットフォーム共用施設の概要（II）
小出康夫花方信孝
38
23
高分解能４結晶型分光器の開発とエネルギー絶対測定
福島整
39
24
材料分析ステーションが提供するソリューション
川田哲
40
25
グラフェン上金属原子の直接 TEM 観察
竹口雅樹橋本綾子狩野絵美
41
26
高磁場 NMR の開発と材料分析への応用
端健二郎
42
27
超1GHz NMR 超伝導磁石の開発
西島元松本真治
43
28
超高輝度・ハイパワー白色光源に適した単結晶蛍光体
島村清史 E. Garcίa Vίllora
44
29
赤く光る GaN LED ∼希土類と半導体のコラボレーション
石井真史
45
30
タマムシの構造色を模倣したオパール薄膜塗工
不動寺浩
46
光材料
−3−
電磁機能材料
31
高耐熱性誘電体ナノ材料の開発と高温電子素子への応用
長田実
47
32
酸素イオン伝導性オキシアパタイト
小林清打越哲郎
48
33
ジスプロシウムを利用しない永久磁石広沢哲三俣千春
49
34
高温超伝導シームレス多巻きループコイル
小森和範
50
センサ・アクチュエーター材料
３５
金属やセラミックスナノ構造を用いた光熱変換
長尾忠昭石井智
51
３６
量産可能な高感度分子センシング基板
岩長祐伸
52
３７
窒化物半導体デバイスを用いた水素センサー
色川芳宏
53
３８
形状記憶合金薄膜の開発
石田章
54
39
血管新生能に優れた成長因子フリー接着性多孔膜開発
田口哲志
55
40
自己集合ナノ材料を用いた高い薬物内包率を実現するシステム
小土橋陽平荏原充宏
56
生体材料
複合材料･材料プロセス
41
パワーエレクトロニクス材料の低温大気圧ハイブリッド接合
重藤暁津
57
42
機能性粘土フィラーの開発
田村堅志佐久間博
58
43
液中電気泳動現象を利用したセラミックス成形
打越哲郎鈴木達
59
44
マルチ冷却真空熱処理炉を用いた革新的熱処理技術
黒田秀治中村照美
60
構造材料
事業紹介
構造材料研究拠点
長井寿土谷浩一御手洗容子
61
45
Al-Si 耐候性鋼に添加した微量 B の高精度機器分析
目黒奨木村隆川田哲
62
46
B 添加 Al-Si 耐候性鋼による溶接継ぎ手の靭性向上
中村照美
63
47
元素の不均一分布を利用したチタン合金の機械的性質向上
江村聡土谷浩一
64
48
高Mn鋼の低サイクル疲労寿命改善指針の構築と制振ダンパー合金開発への応用澤口孝宏
65
49
フェールセーフ鋼の開発
木村勇次井上忠信
66
50
材料組織の数値シミュレーションによるバルク特性予測
渡邊育夢
67
51
極限環境下でのロケットエンジン用材料の力学特性評価
小野嘉則由利哲美緒形俊夫
68
52
高強度鋼のギガサイクル疲労強度予測式の導出
古谷佳之
69
−4−
オーラルセッション
特別講演
Making Commercial Airplanes...with Japan.
（日本とともに、民間航空機をつくる）
Mr. George L. Maffeo
President Boeing Japan
Summary: The presentation consists of three key topics _ Working Together
with Japan, Market Outlook and Product Development. It covers a string of
Boeing's activities in Japan, including close production partnership with top
Japanese manufacturers. It will also discuss Boeing's projection of global
aviation demand and explain the latest update on Boeing's fleet.
プレゼンテーションは、三つの主題（日本と共に、市場予測、製品開発）で構成
されています。はじめに、日本の大手製造業との緊密なパートナーシップを含む、
ボーイングの日本における様々な活動を紹介します。そのほか、世界の民間航空機
市場の予測およびボーイングの民間航空機の最新の進捗状況等を説明いたします。
−6−
マテリアルズ・インフォマティクスがもたらす
材料開発の新フェーズ
寺倉清之
NIMS 情報統合型物質・材料研究拠点拠点長
米国での 2011 年にスタートした MGI (Materials Genome Initiative) は、マテリ
アルズ・インフォマティクス (MI) への本格的取組の契機となった。遅ればせながら、
我国でも本年より NIMS を拠点とした JST プロジェクトと、さきがけとしての JST
プロジェクトが関連の研究活動としてスタートする。パネルでは、MI に期待される
ことは何か、２つのプロジェクトが何を目指すのか、個々のパネリストの立場から
議論していただく。
−7−
基調講演
開拓型研究による新材料開発
細野秀雄氏
東京工業大学応用セラミックス研究所＆元素戦略研究センター教授
数多ある物質の中で人間社会に直接に役に立つものが「材料」である。筆者は拙
くとも自分たちが明確な起点となった発見やコンセプトで新物質を創り、それを材
料にまで進化させることを目指して研究を行っている。本講演では、通常のイオン
結晶とは異なり、アニオンとしての電子と水素が活躍する物質を取り上げ、その物
質と機能の探索、そして材料としての応用について紹介する。
−8−
マテリアルズ・インフォマティクスとは何か
‐ 物質材料科学とデータ駆動科学 ‐
岡田真人氏
東京大学大学院新領域創成科学研究科教授
マテリアルズ・インフォマティクス (MI) とは、最新の情報処理技術を導入して、
物質材料科学の研究を加速する枠組みです。本講演では遺伝子解析技術であるバイ
オ・インフォマティクス (BI) と MI を比較することで、我が国の研究開発の現場
に、どのように MI を普及させていくかの戦略をデータ駆動科学の立場から議論し、
MI が今後の材料開発にどのように影響を与えるかを議論します。
−9−
出口側からみる MI2 期待と課題
真鍋明
NIMS 情報統合型物質・材料研究拠点 NIMS 特別研究員
（元・トヨタ自動車株式会社）
材料発見から実用化まで平均 18 年もの長期間を要している。この長い材料開発
期間を、材料データ科学手法を活用してスピードアップしようという試みが今や世
界の潮流となっている。我が国でもようやく MI2 がスタートした。本パネルでは、
その期待とともに出口側からみえる素朴な疑問；１）データ共有問題、２）研究者
の直観や従来型統計手法を超えられるのか、３）その入口（どこから始められるの
か）について話題提供し MI2 の理解を深めたい。
− 10 −
ポスターセッション
事業紹介
理論・計算・材料情報
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"Materials research by Information Integration" Initiative
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マテリアル・インフォマティクス
Keywords
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Points
Keyword1,
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Data-intensive Science, Materials
Informatics,
Information
Integration, Data-Platform, Innovation Hub
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第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
− 12 −
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第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
マテリアル・インフォマティクス
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理論・計算・材料情報
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理論・計算・材料情報
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(CompES-X)” to accelerate the Materials Informatics Research
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マテリアル・インフォマティクス
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XU.Yibin@nims.go.jp
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KUWAJIMA.Isao@nims.go.jp
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Keywords
Keywords
HITACHI.Akio@nims.go.jp
Materials informatics,
Electronic keyword3
structure, Database
Keyword1, keyword2,
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Results
Density of States
Brillouin Zone and Fermi Surface
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http://compes-x.nims.go.jp/
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国立研究開発法人物質
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National Institute for Materials Science
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第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
− 14 −
➨15ᅇNIMS䝣䜷䞊䝷䝮
High Throughput Experimentations for Materials Informatics
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CHIKYO.toyohiro@nims.go.jp
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YAGYU.shinjiro@nims.go.jp
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Keywords
Keywords
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ᮏே෗┿㻌㻌
ᮏே෗┿
technology-transfer@nims.go.jp
Materials informatics,Keyword1,
combinatorial
synthesis,
high throughput characterization
keyword2,
keyword3
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Fig.1㻌 Appearance of the ternary combinatorial
sputtering system and an image of the alloying.
Photo shows an alloyed oxide film on Si wafer.
Fig.2 Photo of the measurement system and basic
concept of the work function measurement and
optical absorption.
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国立研究開発法人物質
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National Institute for Materials Science
㻺㼍㼠㼕㼛㼚㼍㼘㻌㻵㼚㼟㼠㼕㼠㼡㼠㼑㻌㼒㼛㼞㻌㻹㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘㼟㻌㻿㼏㼕㼑㼚㼏㼑㻌
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第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
マテリアル・インフォマティクス
ᢏ⾡⛣㌿㻌
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理論・計算・材料情報
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᬴ܱểᚘยᴾ
2015 NIMS Forum
Researcher
マテリアル・インフォマティクス
Collaboration
Mohammad Khazaei Computational Materials Science Unit
Masao Arai
Computational Materials Science Unit
Taizo Sasaki
Computational Materials Science Unit
Technology Transfer Section Research Collaboration Office
KHAZAEI.Mohammad@nims.go.jp
ARAI.Masao@nims.go.jp
SASAKI.Taizo@nims.go.jp
Technology-transfer@nims.go.jp
MXenes,
2Dkeyword2,
material,
Energy,
Electronics
Keyword1,
keyword2,
keyword3
Keyword1,
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䠄ⱥㄒ䠅
Keywords
Keywords
Today, energy is a major problem of the world. The side effect of current energy production
had led to a vast air-pollution, which is the main human contribution to the global warming.
Our research activities aim at designing electronic devices with low energy consumptions,
re-using the wasted heat energies, and developing alternative clean energy resources.
Purpose
By appropriate surface functionalization, the electronic properties of MXenes can be tuned.
MXenes can obtain ultralow work function with many potential electronic applications.
Points
MXenes with ceramic nature might be excellent thermoelectric materials, suitable for
energy conversion at high temperatures.
Introduction to MAX Phases and MXenes
Electronic and Energy Applications of MXenes
MAX Phases are a family of layered materials. Recently, some of the
MAX phases were exfoliated into two-dimensional monolayers and/or
multilayers, so-called MXenes, using
g HF treatment.
MAX Phases: Mn+1AXn
Semiconducting Mxenes
by functionalization
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㻌㻌
㻌
Ultralow work functions
with OH functionalization
M: Early transition metals
A: groups IIIA, VIA, VA, and VIA
X: C and N
C N
n: 1, 2, and 3
Al Si
Sc Ti V Cr
P S
Ga Ge As
Zr Nb Mo
Cd In Sn
Tl Pb
Hf Ta
Mo-Mxenes: the best thermoelectric
properties among all MXenes.
Secondary electron SEM micrographs for
(A)Ti3AlC2 particle before treatment,
typical of unreacted MAX phases,
(B) Ti3AlC2, (C) Ti2AlC, (D) Ta4AlC3
after HF treatment.
Mo2CF2 is most promising.
Michael Naguib et al., Adv. Mater. 23, 4248 (2011);
Michael Naguib et al., ACS Nano 6, 1322 (2012).
Pristine MXene
M2AX2 MAX phase
理論・計算・材料情報
2D transition metal carbides and nitrides (MXenes)
for energy and electronic applications
HF treatment
MAX phase to MXene
Functionalized MXene
Density of states (DOS [states/eV/cell]), carrier density (n [1020cm-3]), Seebeck coefficient
(S >ȝ9.-1]), electrical conductivity (ı/Ĳ [1017ȍ-1cm-1s-1]), and power factor
(S2ıĲ [1014ȝ:FP-1K-2s-1]) as a function of the chemical potential at various temperatures.
During HF treatment, the surfaces of MXenes
are naturally functionalized with F, O, or OH.
Application and Future Development
Issues of Technology Transfer
Electronic devices
㻿㼥㼚㼠㼔㼑㼟㼕㼟㻌㼛㼒㻌㼚㼑㼣㻌㻹㻭㼄㻌㼜㼔㼍㼟㼑㼟㻌㼍㼚㼐㻌㻹㼄㼑㼚㼑㼟㻌㻌
Thermoelectric devices㻌
㻌
Li ion batteries
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国立研究開発法人物質
・材料研究機構
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National
Institute for Materials Science
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第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
− 16 −
事業紹介
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UOSAKI.Kohei@nims.go.jp
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KAREN.Akiya@nims.go.jp
Keyword1,
keyword2,
keyword3
industry-academia
collaboration,
nurturing
young leaders, advanced facilities
Keywords
Keywords
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Purpose
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Points
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Collaboration of Computation, Characterization and Materials in GREEN
NIMS Battery Research Platform
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GREEN Open Laboratory
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Advanced analysis equipment in NIMS battery research platform
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Application and Future Development
Issues of Future Development
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国立研究開発法人物質
・材料研究機構
ᅜ❧
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National
Institute for Materials Science
㻺㼍㼠㼕㼛㼚㼍㼘㻌㻵㼚㼟㼠㼕㼠㼡㼠㼑㻌㼒㼛㼞㻌㻹㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘㼟㻌㻿㼏㼕㼑㼚㼏㼑㻌
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第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
エネルギー︵発電・ストレージ︶材料
Global Research Center for Environment and Energy based on
Nanomaterials Science
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Epitaxial Growth of Solid-State Battery Materials
エネルギー︵発電・ストレージ︶材料
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takada.kazunori@nims.go.jp
ohnishi.tsuyoshi@nims.go.jp
mitsuishi.kazutaka@nims.go.jp
technology-transfer@nims.go.jp
㻌
Keywords
Keywords
Solid-state battery,
epitaxial
growth, keyword3
pulsed laser deposition
Keyword1,
keyword2,
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国立研究開発法人物質
・材料研究機構
ᅜ❧
❧◊✲㛤Ⓨἲே≀㉁䞉ᮦᩱ◊✲ᶵᵓ㻌
National
Institute for Materials Science
㻺㼍㼠㼕㼛㼚㼍㼘㻌㻵㼚㼟㼠㼕㼠㼡㼠㼑㻌㼒㼛㼞㻌㻹㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘㼟㻌㻿㼏㼕㼑㼚㼏㼑㻌
第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
− 18 −
➨15ᅇNIMS䝣䜷䞊䝷䝮
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Lithium–Air Rechargeable Batteries
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KUBO.Yoshimi@nims.go.jp
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ITO.Kimihiko@nims.go.jp
◊✲㐃ᦠᐊ㻌 ᢏ⾡⛣㌿䝏䞊䝮㻌
technology-transfer@nims.go.jp
Keywords
Keywords
lithium-air battery,
next-generation
energy density
Keyword1,
keyword2, battery,
keyword3
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Schematic of the air-breathing cell
stack for lithium–air batteries.
Schematic of the entire air-breathing cell
stack system of the lithium–air battery.
(a)
Ten-cell
stack
(b)
Coin cell
Coin cell
Schematic of the lithium–air battery
Schematic of the general view (a) and
the photo (b) of the air-breathing tencell stack of the lithium–air battery.
Cycling performance of the ten-cell stack (a) and
a coin cell (b), measured at the same current
density and for the same discharge capacity.
z ᨺᑕග䛭䛾ሙXRD ᐃ䛻䜘䜛ṇᴟ཯ᛂ䛾ྍ㏫ᛶ䛾᳨ド
z ᐇ䝇䝍䝑䜽䛷㧗䜶䝛䝹䜼䞊ᐦᗘ䠄ᑠᆺ໬䠅䜢ᐇド
(b)
(a)
BL15XU
Energy density
ʄ = 0.653 Å
1800mAh x 2.7V / 8g
= 608 Wh/kg
z Size: 20 x 50 x 8 mm3
z Weight: 7.7 g
Photo (a) and the discharge profile (b) of the air-breathing ten-cell stack of the
lithium–air battery, which shows a high energy density over 600 Wh/kg.
Operand XRD study at SPring-8 indicates reversible formation and decomposition
of Li2O2 at the cathode during discharge and charge processes.
ᛂ⏝ศ㔝䛸ᑗ
ᑗ᮶ᒎ㛤
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国立研究開発法人物質
・材料研究機構㻌
ᅜ❧
❧◊✲㛤Ⓨἲே≀
≀㉁䞉ᮦᩱ◊✲ᶵᵓ㻌
National Institute for Materials Science
㻺㼍㼠㼕㼛㼚㼍㼘㻌㻵㼚㼟㼠㼕㼠㼡㼠㼑㻌㼒㼛㼞㻌㻹㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘㼟㻌㻿㼏㼕㼑㼚㼏㼑㻌
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第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
エネルギー︵発電・ストレージ︶材料
◊✲ᢸᙜ㻌
➨15ᅇNIMS䝣䜷䞊䝷䝮
˯ภἩἿἍἋỂ˺Ủ᭗ࣱ̮᫂ἬἿἨἋỽỶἚ‫ٽ‬ᨗᩓ൷ᴾ
エネルギー︵発電・ストレージ︶材料
Low-temperature solution-processed Perovskite solar cells with
high reliability
◊✲ᢸᙜ㻌
ᢏ⾡⛣㌿㻌
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shirai.yasuhiro@nims.go.jp
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yanagida.masatoshi@nims.go.jp
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technology-transfer@nims.go.jp
Keywords
Keywords
Perovskite solar Keyword1,
cell, Low-temperature
process, Solution-process
keyword2, keyword3
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Schematic of Perovskite film㻌 fabrication process
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国立研究開発法人物質
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National Institute for Materials Science
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第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
− 20 −
2015 NIMS Forum
High Performance of Perovskite Solar Cells
Collaboration
Liyuan Han
Photovoltaic Materials Unit
HAN.Liyuan@nims.go.jp
Ashraful Islam
Photovoltaic Materials Unit
ISLAM.Ashraful @nims.go.jp
Technology Transfer Section
Research Collaboration Office
technology-transfer @nims.go.jp
Perovskite solar cell, perovskite film morphology, large-size single cell
Keywords
Purpose
Until now, high-efficiency perovskite solar cells were only achieved on very small devices,
which hampered accurate performance characterizations. It is important to fabricate a cell
with area > 1cm2 and measure it at a public test center to know the real potential of
perovskite solar cells.
Points
We achieved world record efficiency of 15% with cell size > 1cm2, which was obtained by
controlling the morphology of perovskite thin films and device structure optimizations.
These technologies are useful to create different cell structures.
We proposed an amorphous PbI2 precursor that showed higher uniformity than crystallized
PbI2 films for the deposition of perovskite. Amorphous PbI2 was fabricated by using a strongly
coordinative solvent of DMSO which retarded crystallization of PbI2.
Strategy/
Method
CH3NH3PbI3
Flat substrate
Amorphous PbI2
Flat substrate
DMF based PbI2 film
DMSO based PbI2 film
4
3
DMF based PbI2 film
DMSO based PbI2 film
Intensity
Absorbance (a. u.)
5
2
1
DMSO
DMF
*
*
0
400
500
600
10
700
* FTO
q PbI2
(001) of PbI2 crystal
20
30
*
*
40
50
60
2 Theta (degree)
Wavelength (nm)
Efficiency certified by AIST
Size > 1 cm2
Eff. = 15%
Through film morphology optimizations, we achieved 1 cm2
perovskite cells efficiency of >15% in following device structures
Planar-structured
device Eff. = 15.6%
16
12
8
4
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
24
20
16
12
Current density (mA cm
m-2)
Current density (mA cm
m-2)
Current density (mA cm-2)
20
Invert-structured
device Eff
16 6%
Eff. = 16.6%
8
4
0
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
20
16
12
Meso-structured
device Eff. = 16.7%
8
4
0
0.0
0.2
0.4
Voltage (V)
Voltage (V)
Application and Future Development
0.6
0.8
1.0
1.2
Voltage (V)
Issues of Technology Transfer
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国立研究開発法人物質
・材料研究機構㻌
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National Institute for Materials Science
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− 21 −
第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
エネルギー︵発電・ストレージ︶材料
Researcher
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Silicon Nanostructure Solar cells
エネルギー︵発電・ストレージ︶材料
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JEVASUWAN.Wipakorn@nims.go.jp
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↓ᶵ䝘䝜ᵓ㐀≀㉁䝴䝙䝑䝖㻌
FUKATA.Naoki@nims.go.jp
◊✲㐃ᦠᐊ㻌 ᢏ⾡⛣㌿䝏䞊䝮㻌
Keywords
Keywords
technology-transfer@nims.go.jp
Silicon,
Nanostructure,
Solar cell
Keyword1,
keyword2, keyword3
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Ag+
Ag+
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ᅗ2. 䝘䝜䜲䞁䝥䝸䞁䝖ἲ䛻䜘䜚స〇䛧䛯ྛ✀Si䝘䝜䝽䜲䝲ᵓ㐀䛾SEMീ.
㻟㻚㻌䝘
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1-䜸䜽䝍䝕䝉䞁⤊➃䝅䝸䝁䞁䝘䝜⢏Ꮚ
5 nm
5 nm
Sample
Isc
(mA/cm2)
Voc
(V)
FF
ฎ⌮↓
16.5
0.38
0.38
Efficiency
(%)
2.4
H2 annealing
29.2
0.50
0.50
7.0
O3 treatment
26.9
0.47
0.68
8.4
O3 treatment + BSF
32.7
0.47
0.71
10.9
with QDs
38.7
0.47
0.71
12.9
⾲1. Si䝘䝜ᵓ㐀䜢฼
⏝䛧䛯ኴ㝧㟁ụ䝉䝹
䛾≉ᛶ್.
ᅗ3. Si䝘䝜⤖ᬗ䛾TEMീ.
ᛂ⏝ศ㔝䛸ᑗ
ᑗ᮶ᒎ㛤
ᐇ⏝໬䜈䛾ㄢ㢟
䝘䝜ᵓ㐀䛾ᶵ⬟໬䛻䜘䜛ኴ㝧㟁ụኚ᥮ຠ⋡䛾ྥୖ㻌
⏺㠃䞉⾲㠃Ḟ㝗䛾పῶ໬䛻䜘䜛ኚ᥮ຠ⋡䛾ྥୖ㻌
ప䝁䝇䝖໬䛸㧗ᶵ⬟໬䛾୧❧
䝘䝜ᵓ㐀య୰䜈䛾㼜㼚᥋ྜᙧᡂ᮲௳䛾᭱㐺໬㻌
ḟୡ௦㧗㏿䞉పᾘ㈝䝖䝷䞁䝆䝇䝍䛚䜘䜃Li䜲䜸䞁㟁ụ
㈇ᴟᮦᩱ䛾㛤Ⓨ
䝘䝜ᵓ㐀య䜈䛾㟁ᴟᙧᡂᢏ⾡䛾㛤Ⓨ㻌
国立研究開発法人物質
・材料研究機構
ᅜ❧
❧◊✲㛤
㛤Ⓨ≀
≀㉁䞉ᮦᩱ◊✲ᶵᵓ㻌
㻌
National Institute for Materials Science
㻺㼍㼠㼕㼛㼚㼍㼘㻌㻵㼚㼟㼠㼕㼠㼡㼠㼑㻌㼒㼛㼞㻌㻹㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘㼟㻌㻿㼏㼕㼑㼚㼏㼑㻌
第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
− 22 −
➨15ᅇNIMS䝣䜷䞊䝷䝮
ᵮᵣᵫᵤᵡဇႾႉ᣿ᩓಊӏỎᵱᵭᵤᵡဇᩓಊᴾ
High quality Pt less cathodes in PEMFC and anode in SOFC
◊✲ᢸᙜ㻌
Keywords
Keywords
MORI.Toshiyuki@nims.go.jp
CHAUHAN.Shipra@nims.go.jp
SUZUKI.Akira@nims.go.jp
technology-transfer@nims.go.jp
Keyword1,
keyword2,
keyword3
Electrodes, hetero-interface
design,
polymer
electrolyte fuel cells, solid oxide fuel cells
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エネルギー︵発電・ストレージ︶材料
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nims.taro@nims.go.jp
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technology-transfer@nims.go.jp
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Fuel Cells, TaPt3 Nanoparticles
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第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
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Ni Honeycomb Catalysts for Hydrogen Production
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DEMURA.Masahiko@nims.go.jp
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Foil, High cell density
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㻌 Fig. 1 Assembling Ni honeycomb catalyst using Ni
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Regeneration by H2 gas
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Feed gas
16 mm
50 mm
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国立研究開発法人物質
・材料研究機構㻌
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National Institute for Materials Science
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第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
エネルギー︵発電・ストレージ︶材料
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Giant magnetic refrigerant materials for hydrogen liquefaction
エネルギー︵発電・ストレージ︶材料
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KITAZAWA.Hideaki@nims.go.jp
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14udb03@ms.dendai.ac.jp
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technology-transfer@nims.go.jp
Keywords
Keywords
Magnetocaloric effect,
Magnetic
refrigeration,
Hydrogen liquefaction
Keyword1,
keyword2,
keyword3
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Correlation length
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Standard formula:㻌
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lattice constant :a = 13.368 Å
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0.4389㻌
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0.1673㻌
0.2275㻌
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0.125㻌
0.0235㻌
0.1673㻌
0.2275㻌
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Occ.㻌
0.125㻌
1.0㻌
0.0235㻌 0.5㻌
0.1673㻌 0.125㻌
0.2275㻌 0.875㻌
[1] M. L. Fornasini and A. Palenzona, J. Less-Common Metals 38 (1974) 77.
X
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
-ȴSMmax (J/kg K)
12.3
12.2
14.9
12.6
10.0
RCP (J/cm3)
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4.3
5.2
4.6
3.7
䂴㼀㼍㼐㻌㻔㻷㻕㻌
3.9
3.7
4.5
3.4
3.4
9 Ỉ⣲ᾮ
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9 Er5+xPd2䛾ErḞ㝗㔞x䜢ไ
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ᛂ⏝ศ㔝䛸ᑗ
ᑗ᮶ᒎ㛤
ᐇ⏝໬䜈䛾ㄢ㢟
Ỉ⣲ᾮ໬⏝㧗ᛶ⬟☢Ẽ෭෾ᮦᩱ㻌
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Ỉ⣲䝇䝔䞊䝅䝵䞁䜔Ỉ⣲㐠ᦙ㌴䛻䛚䛡䜛Ỉ⣲㈓ⶶ㻌
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国立研究開発法人物質
・材料研究機構㻌
ᅜ❧
❧◊✲㛤Ⓨἲே≀㉁䞉ᮦᩱ◊✲ᶵᵓ㻌
National
Institute for Materials Science
㻺㼍㼠㼕㼛㼚㼍㼘㻌㻵㼚㼟㼠㼕㼠㼡㼠㼑㻌㼒㼛㼞㻌㻹㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘㼟㻌㻿㼏㼕㼑㼚㼏㼑㻌
第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
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➨15ᅇNIMS䝣䜷䞊䝷䝮
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First Principles Calculation on H2 Diffusion in Hydrate Clathrate
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ዉⰋ㻌 ⣧㻌
ඛ➃ⓗඹ㏻ᢏ⾡㒊㛛㻌⌮ㄽィ⟬⛉Ꮫ䝴䝙䝑䝖㻌
NARA.Jun@nims.go.jp
ᐑᓮ㻌 ๛㻌
ඛ➃ⓗඹ㏻ᢏ⾡㒊㛛㻌⌮ㄽィ⟬⛉Ꮫ䝴䝙䝑䝖㻌
MIYAZAKI.Tsuyoshi@nims.go.jp
◊✲㐃ᦠᐊ㻌 ᢏ⾡⛣㌿䝏䞊䝮㻌
Keywords
Keywords
technology-transfer@nims.go.jp
Hydrogen
storage, Hydrate
Clathrate,
Simulation
Keyword1,
keyword2,
keyword3
ᆅ⌫ ᬮ໬䜢㜵䛠䛯䜑䛻䚸ኴ㝧㟁ụ䛺䛹䛾䜶䝛䝹䜼䞊⏕ᡂ᪉ἲ䚸஧ḟ㟁ụ䛺䛹䛾䜶䝛䝹䜼䞊㈓
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㻌
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㻌
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㻌
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㻌
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㻴ᵓ㐀䛾Ỉ⣲ศᏊ䛾ᣑᩓ䝞䝸䜰㻌
M – S (pent.)
S – L (pent.)
S – S (pent.)
㻌
(0.83 eV)
(0.81 eV)
(0.82 eV)
㻌
L – M (hex.)
㻌
L – L (hex.)
0.74 eV
(0.36 eV)
(0.35 eV)
Vacuum level (0.24 eV)
㻌
0.28 eV
㻌L (0.07 eV) L (0.07 eV)
L (0.07 eV)
M (0.01 eV)
S (0 eV)
S (0 eV)
㻌
㻌
㻌 L (51268 cavity)
M (435663 cavity)
S (512 cavity)
㻌
㻵ᵓ㐀䛾Ỉ⣲ศᏊ䛾ᣑᩓ䝞䝸䜰㻌
㻌
L – S (pent.)
L – L (pent.)
(0.85 eV)
(0.84 eV)
㻌
㻌
L – L (hex.)
㻌
(0.37 eV)
Vacuum level (0.25 eV)
㻌
0.34 eV
㻌
L (0.03 eV)
L (0.03 eV)
L (0.03 eV)
S (0 eV)
㻌
㻌
L (51262 cavity)
S (512 cavity)
㻌
ᣑᩓ䝞䝸䜰䛿䝝䜲䝗䝺䞊䝖䛾ᵓ㐀䛻౫Ꮡ䛫䛪䚸㏱㐣
䛩䜛ከゅᙧ䛾䜏䛻౫Ꮡ䛩䜛䚹㻌
ᛂ⏝ศ㔝䛸ᑗ
ᑗ᮶ᒎ㛤
ᐇ⏝໬䜈䛾ㄢ㢟
ᮦᩱ䛜Ᏻ౯䛺Ỉ⣲㈓ⶶᮦᩱ㻌
⡲ᵓ㐀䜢Ᏻᐃ䛥䛫䜛䝀䝇䝖ศᏊ䛾᥈⣴㻌
㔜㔞䛜ᔞ䜐䛯䜑኱つᶍᤣ௜ᆺ䛻ྥ䛔䛶䛔䜛㻌
䝬䜲䝹䝗䛺᮲௳䠄పᅽ䞉ᖖ 䠅䛷䛾Ỉ⣲䛾྾཰䞉ᨺฟ㻌
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国立研究開発法人物質
・材料研究機構㻌
ᅜ❧
❧◊✲㛤Ⓨἲே≀㉁䞉ᮦᩱ◊✲ᶵᵓ㻌
National Institute for Materials Science
㻺㼍㼠㼕㼛㼚㼍㼘㻌㻵㼚㼟㼠㼕㼠㼡㼠㼑㻌㼒㼛㼞㻌㻹㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘㼟㻌㻿㼏㼕㼑㼚㼏㼑㻌
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第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
エネルギー︵発電・ストレージ︶材料
◊✲ᢸᙜ㻌
➨15ᅇNIMS䝣䜷䞊䝷䝮
ẝụỐủẺΨእẦỤễỦૼᙹ༏ᩓ‫٭‬੭஬૰ᴾ
New Thermoelectric Materials Composed of Ubiquitous Elements
エネルギー︵発電・ストレージ︶材料
◊✲ᢸᙜ㻌
ᢏ⾡⛣㌿㻌
㧗㝿㻌 Ⰻᶞ㻌 ⎔ቃ䞉䜶䝛䝹䜼䞊ᮦᩱ㒊㛛㟁ụᮦᩱ䝴䝙䝑䝖㻌
⠛ཎ㻌 ჆୍㻌 ⎔ቃ䞉䜶䝛䝹䜼䞊ᮦᩱ㒊㛛㟁ụᮦᩱ䝴䝙䝑䝖㻌
◊✲㐃ᦠᐊ㻌 ᢏ⾡⛣㌿䝏䞊䝮㻌
Keywords
Keywords
TAKAGIWA.Yoshiki@nims.go.jp
SHINOHARA.Yoshikazu@nims.go.jp
◊✲ᢸᙜ㻌㻌
ᮏே෗┿㻌㻌
technology-transfer@nims.go.jp
Thermoelectric Keyword1,
material, Iron
Aluminide,
Thermal conductivity
keyword2,
keyword3
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第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
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Keywords
Keywords
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technology-transfer@nims.go.jp
Thermoelectric,
Waste
heat, Functionalization
Keyword1,
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Nanostructuring to enhance thermoelectric properties
Developing simple processes for nanostructuring & TE enhancement
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Application and Future Development
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Issues of Technology Transfer
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国立研究開発法人物質
・材料研究機構㻌
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National Institute for Materials Science
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第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
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GREEN Surface and Interface Analysis of Energy and Environment Materials
エネルギー︵発電・ストレージ︶材料
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mitsuishi.kazutaka@nims.go.jp
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㔝ཱྀ㻌 ⚽඾㻌 noguchi.hidenori@nims.go.jp ▼⏣㻌 ᬸஅ㻌 ishida.nobuyuki@nims.go.jp
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technology-transfer@nims.go.jp
Keywords
Keywords
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Keyword1,
keyword3
Nanocharacterization,㻌
Operandokeyword2,
Spectroscopy,
Advanced Microscopy, Green Materials
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国立研究開発法人物質
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National
Institute for Materials Science
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第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
− 30 −
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NIMS Advanced Ferritic Heat-resistant Steel for High-efficiency
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TODA.Yoshiaki@nims.go.jp
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Creep strength, Steam
oxidation
resistance,
Precipitation strengthening
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keyword2,
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国立研究開発法人物質
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National Institute for Materials Science
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第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
高効率エネルギー利用材料
Keywords
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technology-transfer@nims.go.jp
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Martensitic transformation,
TiPd,
TiPt, Work
output, irrecoverble strain㻌
Keyword1,
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keyword3
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Υ
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㻌
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㻌
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㻌
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䛾䝭䜽䝻⤌⧊
㻌 Fig. 1 Shape recovery ratio
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༢⣧ᅽ⦰ヨ㦂䛻䜘䜚400Υ㏆ഐ䛷
100%䛾ᅇ᚟䜢♧䛩ྜ㔠䜢㛤Ⓨ䚹
㻌
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䝀䝹䝬䝘䜲䝗ᯒฟ≀
➨3ඖ⣲ῧຍ䛻䜘䜚ᅇ᚟⋡䛜ྥୖ䚹 Fig. 2 Development of testing
ᘬᙇᙉᗘ
4
Ti-50Pd-5Zr
Applied stress: 100 MPa
ᘬᙇᙉᗘ
3
Strain (%)
高効率エネルギー利用材料
Keywords
Keywords
Machine to
measure
accurate
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ᐊ strain
Υ
Υ
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
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㻌 ྜ㔠䠖
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Ti-50Pd-5Zr
Ti-50Pt-5Zr
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㠃䛾⤖ᬗ᪉఩ศᕸ
᪉఩䛾⤖ᬗ⢏ศᕸ
Fig. 6 Shape recovery ratio
Fig.
5
Raising
of
phase
㻌䝤䝺䞊䝗㧗㓟໬୰䛾㓟⣲ᅛ⁐䝅䝭䝳䝺䞊䝅䝵䞁
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㻌
by addition
of Pt.
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(b)
(a)
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Work output=1.91 Jcm-3
2
1
0
0
100
200
300
400
Temperature (qC)
500
600
Fig. 8 Cyclic property
Fig. 3 Perfect strain recovery
㧗 ᘬᙇ≉ᛶ䚸䝅䝱䝹䝢䞊⾪ᧁ≉ᛶ䚸䜽䝸䞊䝥≉ᛶ䚸⪏㓟໬≉ᛶ䛻ᑐ䛩
STヨ㦂䛷100%䛾ᅇ᚟䜢♧䛩ྜ㔠
䜛ῧຍඖ⣲䛾ᙺ๭䜔⤌⧊ᙧែ䛾ᙳ㡪䜢⣔⤫ⓗ䛻ㄪᰝ䚹ᚑ᮶ᮦ䜘䜚䜒㛗
䜢㛤Ⓨ䛧䚸௙஦㔞䛿450Υ௜㏆䛷
Fig. 4Improvement of work
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⣙2
J/cm3䚹
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output by training.
䝖䝺䞊䝙䞁䜾䛻䜘䜚௙஦㔞ྥୖ䚹
ᑑ࿨䛛䛴⪏㓟໬ᛶ䛻ඃ䜜䛯䝏䝍䞁ྜ㔠䛾㛤Ⓨ䛻ᡂຌ䚹
Υ
Υ
Υ䛻䛚䛡䜛 ᫬㛫ᚋ䛾
Fig. 7 (a)
irrecoverable
strain and (b) work output.
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Υ
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᫬㛫ᚋ䛾ᇶᮦ䛾
㓟⣲⃰ᗘศᕸ
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᱁Ꮚᐃᩘศᕸ
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国立研究開発法人物質
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National Institute for Materials Science
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第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
− 32 −
➨15ᅇNIMS䝣䜷䞊䝷䝮
ᑋᆰೞỺὅἊὅỆဇẟỦ᭗ࢍࡇ᎑༏ἓἑὅӳ᣿ỉ᧏ႆᴾ
Development of Heat-resistant High-strength Ti alloys for Jet Engines
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ᢏ⾡⛣㌿㻌
໭ᔱ㻌 ලᩍ㻌
⎔ቃ䞉䜶䝛䝹䜼䞊ᮦᩱ㒊㛛㻌ඛ㐍㧗 ᮦᩱ䝴䝙䝑䝖㻌
KITASHIMA.Tomonori@nims.go.jp
ᚚᡭὙ㻌 ᐜᏊ㻌
⎔ቃ䞉䜶䝛䝹䜼䞊ᮦᩱ㒊㛛㻌ඛ㐍㧗 ᮦᩱ䝴䝙䝑䝖㻌
MITARAI.Yoko@nims.go.jp
◊✲㐃ᦠᐊ㻌 ᢏ⾡⛣㌿䝏䞊䝮㻌
Alloy design,
microstructure,
numerical
Keyword1,
keyword2,
keyword3simulation
஧㓟໬Ⅳ⣲᤼ฟ㔞䜔໬▼⇞ᩱ౑⏝㔞ῶᑡ䛾䛯䜑䚸⯟✵ᶵ䜶䞁䝆䞁䛾⇕ຠ⋡ྥୖ䛜ᚲせ䚹㻌
ᅽ⦰ᶵ䛻⏝䛔䜙䜜䜛䝏䝍䞁ྜ㔠䛾⪏⇕ᛶྥୖ䛿᭷ຠ䚹ᚑ᮶䜘䜚䜒ඃ䜜䛯䜽䝸䞊䝥≉ᛶ䚸⑂ປ≉ᛶ䚸
◊✲䛾≺䛔㻌㻌
⪏㓟໬ᛶ䜢᭷䛩䜛⪏⇕䝏䝍䞁ྜ㔠䜢㛤Ⓨ䛧䚸⯟✵ᶵ䜶䞁䝆䞁䛾ຠ⋡ྥୖ䛜┠ᶆ䚹㻌
䞉ῧຍඖ⣲䛾ᙺ๭䜔⤌⧊ᙧែ䛾ᙳ㡪䜢⣔⤫ⓗ䛻ㄪᰝ䞉◊✲䚹㻌
䞉ᚑ᮶ᮦ䜘䜚䜒䜽䝸䞊䝥ᙉᗘ䚸⪏㓟໬ᛶ䛻ඃ䜜䛯ྜ㔠䛾㛤Ⓨ䛻ᡂຌ䚹㻌
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䞉㒊ᮦᦆയ䜔ຎ໬䛾䝯䜹䝙䝈䝮ゎ᫂䛻ྥ䛡䛯ᇶ♏◊✲䜒ᐇ᪋䚹㻌
⪏⇕䝏䝍䞁ྜ
ྜ㔠䛾
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㻌
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㻌
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䝯䝍䝹 ᗘ㻌㻌
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䡚600Υ
ྜ㔠㛤Ⓨ䛻䛴䛺䛜䜛ᇶ♏◊✲㻌㻌䠄⤌⧊ゎᯒཬ䜃䡸䢌䡩䢖䡬䡸䡪䢙䠅
䝏䝍䞁ྜ
ྜ㔠䛾⤌ᡂ
Chemical Composition, wt%
Alloy
Designation
Year of
Introduction
Max
T(Υ)
Al
Ti-64
1954
300
6
Ti-811
1961
400
8
Ti-6246
1966
450
6
Sn
Ga
Zr
Mo
Nb
4
6
Ti-6242
1967
450
6
2
4
2
Ti-11
1972
540
6
2
1.5
1
2
1974
520
6
2
4
2
IMI-829
1976
580
5.5
3.5
3
0.3
1
IMI-834
1984
590
5.5
4
4
0.3
1
7
Ti3Alᯒฟ≀
Ti-6242䛾䝭䜽䝻⤌⧊
Si
Others
0.1
0.3Bi
1
Ti-6242S
TKT-20
V W
4
1
4
6
0.1
1
0.3
0.5
1
0.06C
0.15
䝀䝹䝬䝘䜲䝗ᯒฟ≀
Fine precipitates
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
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National Institute for Materials Science
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− 33 −
第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
高効率エネルギー利用材料
Keywords
Keywords
technology-transfer@nims.go.jp
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高効率エネルギー利用材料
Keywords
Keywords
tosa.masahiro@nims.go.jp
technology-transfer@nims.go.jp
ball bearing, ceramics,
coatings,
frictionkeyword3
coefficient, jet engine, oxides, tribology
Keyword1,
keyword2,
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Jet Engine
Rear View
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国立研究開発法人物質
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National Institute for Materials Science
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第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
− 34 −
➨15ᅇNIMS䝣䜷䞊䝷䝮
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Low Frictional Materials by Clay Minerals
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SAKUMA.Hiroshi@nims.go.jp
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TAMURA.Kenji@nims.go.jp
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technology-transfer@nims.go.jp
高効率エネルギー利用材料
Keywords
Keywords
Layered structure,
Lubrication,
Keyword1,
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国立研究開発法人物質
・材料研究機構㻌
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National Institute for Materials Science
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2015 NIMS Forum
Aerogels for Thermal Management
Applications
Researcher
Collaboration
高効率エネルギー利用材料
Keywords
Keywords
Rudder WU
Inorganic Nanostructures Unit
MANA
WU.rudder@nims.go.jp
Raymond VIRTUDAZO
GREEN
VIRTUDAZO.raymond@nims.go.jp
Technology Transfer Section
Research Collaboration Office
Technology-transfer@nims.go.jp
Aerogel,
thermal
insulation,
hollow䠄spheres
Keyword1,
keyword2,
keyword3
Keyword1,
keyword2,
keyword3㻌
ⱥㄒ䠅
Purpose
Efficient energy use, sometimes simply called energy-saving, involves efforts to reduce the
amount of energy wasted. Increasing interest and attention are now being placed on new
thermal-managing technologies. Our research concerns with the fabrication and
characterization of high performance aerogel materials for thermal insulation applications
Points
The fundamental aspect of this research is focused on understanding phonon scattering at
grain boundaries and interfaces. Approaches involve the enhancement of phonon scattering
by optimizing intrinsic nano porosity of aerogels and engineering extrinsic hollow particles
within the aerogel matrix, resulting in a bottom-up hybrid thermal insulation materials.
Nano/Micro-size Hollow Silicate Particles
Hybrid Aerogels for Super-insulation
Figure 1. Template and double emulsion based approaches for
the synthesis of hollow silicate particles.
Figure 2. Characterizations of hollow silicate particles using TGA,
XRD, NMR, and BET.
Figure 3. Schematic illustration and SEM micrographs of silica
hybrid aerogels.
Figure 4. Optical microscopic images of dip coated glass substrates
with increasing solid concentration (SC) and number of dipping (X).
Application and Future Development
Issues of Technology Transfer
Thermal insulation materials for buildings
Size and geometric effects of hollow particles on
the thermal conductivity need to be optimized
Ultra-high performance thermal insulation coatings
for mission critical applications
Spectral-selective functional coatings
Process simplification and reduction associated
with the fabrication of hybrid aerogel
国立研究開発法人物質
・材料研究機構
ᅜ❧
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National
Institute for Materials Science
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第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
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事業紹介
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➨15ᅇNIMS䝣䜷䞊䝷䝮
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NODA.Tetsuji@nims.go.jp
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FUJITA.Daisuke@nims.go.jp
Keywords
Keywords
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䛾䝫䜲䞁䝖㻌㻌
Advanced User Facilities,
Nano Characterization,
Nanofabrication, Molecule and Material Synthesis
Keyword1,
keyword2, keyword3
䝘䝜䝔䜽䝜䝻䝆䞊䛻㛵䜟䜛᭱ඛ➃䛾◊✲タഛ䛸䝜䜴䝝䜴䜢᭷䛩䜛ᶵ㛵䛜୍య䛸䛺䜚䚸⏘Ꮫᐁ䛾฼⏝⪅
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Mater. 25 (2015) 2708-2714䠅
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第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
先端計測技術
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事業紹介
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Outline of NIMS Nanotechnology Platform User Facilities (II)
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KOIDE.Yasuo@nims.go.jp
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HANAGATA.Nobutaka@nims.go.jp
Keywords
先端計測技術
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Advanced User Facilities, Nano Characterization, Nanofabrication, Molecule and Material Synthesis
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ᮏே෗┿㻌㻌
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LC-MS/MS
600MHz NMRS
ᅗ䠍䠖 ኱㇋ከ⢾㢮ங໬≀䛾᥎ᐃ䝰䝕䝹
䝘䝜䝃䞊䝏㢧ᚤ㙾
ඹ↔Ⅼ䢖䡬䡷䢚㢧ᚤ㙾
600MHz NMRS
400MHz NMRS
୺せタഛ㻌㻌㻌
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国立研究開発法人物質
・材料研究機構
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National
Institute for Materials Science
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第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
− 38 −
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Development of High-resolution Quadruple-crystal Type X-ray
Spectrometer and Measurement of Absolute Energy
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◊✲㐃ᦠᐊ㻌 ᢏ⾡⛣㌿䝏䞊䝮㻌
fukushima.sei@nims.go.jp
yosi@elec.kuicr.kyoto-u.ac.jp
tochio@people.kobe-u.ac.jp
technology-transfer@nims.go.jp
㻌
Keywords
Keywords
Keyword1, keyword2,
High-resolution X-ray spectrometer,
4 crystalkeyword3
type, absolute energy measurement of X-ray
䞉䝞䝹䜽ヨᩱ䛾໬Ꮫ≧ែ䠄㓟໬≧ែ䚸㓄఩ᩘ䚸㞄᥋ཎᏊ䚸௚䠅䛻ᑐ䛩䜛ỗ⏝㠀◚ቯศᯒἲ䛾☜❧䚹㻌
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先端計測技術
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䞉ᅄ⤖ᬗᆺศග⣔䛾ヨస䞉ㄪᩚ䞉ホ౯䛻䜘䜛䚸ᐇ⏝໬䛻ྥ䛡䛯ၥ㢟Ⅼ䛾ᢳฟ䚹㻌
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ᅄ⤖ᬗศග⣔䛾ཎ⌮䞉ヨస䛸ホ౯
⤯ᑐ䜶䝛䝹䜼䞊 ᐃ䛾ཎ⌮䛸⌧≧
The authors acknowledge financial support for the determination of part of the data by
REXDAB that was initiated within the International Fundamental Parameter Initiative.
⤖ᬗศග䛾䜶䝛䝹䜼䞊ศゎ⬟㻌
The parallelism of incident X-ray (divergence angle)
decides the resolution.
Incident
angle ș
Ȝ
1
ȜdȜ
ș1 + dș
Receiving
solar slit
Divergence
solar slit
⤯ᑐ䜶䝛䝹䜼䞊ィ䛾ཎ⌮䠄㻮
㻮㼛㼚㼐ἲ䛾ᛂ⏝䠅㻌
Wave
thatt satisfies
Bragg angle
W
llength
th tth
ti fi B
l TB
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ཎ⌮㻌
detector
(-, +, -, +) geometry
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ș1
1st channel-cut crystal
ș2
iQFLGHQWZLWKș2 - dș
The reflection is not caused.
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㸦ỗ⏝ᛶࡀ㧗࠸㸧
ș2
Emergence angle
2nd crystal
ᅄ⤖ᬗศගჾ䛾
䛾≉ᚩ㻌
ධᑕ㹖⥺
ධᑕ㹖⥺
(-, +, +, -) geometry
䢯䢵
ศග⤖ᬗ
ᖹ⾜㓄
㓄⨨㻌䠷䠄䠇䠈䠉䠅㓄
㓄⨨䠹
Wave length that satisfies Bragg angle TB
Si(220)ࡢ᱁Ꮚ㠃㛫㝸 d = 192015.560 s 0.012 fm (22.5Υs
s0.1Υ)
ධᑕ㹖⥺
ศග⤖ᬗ
୍⤖ᬗศග
࡛ࠊධᑕ㹖⥺ࡢ࢚ࢿࣝࢠ࣮ Eࡀࠊ
⟬ฟ࡛ࡁࡿࠋ
X-ray
࣭ᇶᮏⓗ࡟஧ᯛࡢ
ࡢ⤖ᬗࡣྠ✀
࣭ᑠᆺ໬࡟㝈⏺
ศග⤖ᬗ
ศග⤖ᬗ
ศග⤖ᬗ
E=2d䡡sin(2TB)
2nd channel-cut crystal 2TB
ș
Darwin width of crystal
Analyzing crystal
ศග⤖
⤖ᬗࡢ᱁Ꮚ㠃㛫㝸 d ࡀ
࠶ࡽ࠿ࡌࡵࢃ࠿ࡗ࡚࠸ࢀࡤ
X-ray
ș1 + dș
㸦㹖⥺ᖸ΅ィ࡟ࡼࡿ㸸୰
୰ᒣ ㈏ࠊ⸨஭㈼୍㸬ᛂ⏝≀⌮࣭➨62ᕳ➨3ྕ245 (1993)㸧
䢯䢵
䢴䢲䣺䢳䢲
ศග⤖ᬗ ศග⤖ᬗ
ᅄ⤖ᬗ㓄⨨㻌㻌䠷䠄䠉䠈䠇䠈䠇䠈䠉䠅㓄⨨䠹
䢳䢶䣺䢳䢲
ගᏊࡢ
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䢳䢴
P / P0 䠄஧⤖ᬗ䠅
䜘䜚ຠᯝⓗ䛺㧗ศゎ⬟
⬟⣔㻌
䢳䢷
䢳䢲
8.04805 keV
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䢢஧⤖ᬗ傍䣕䣫䢶䢲䢲䢢䣐䣱䣴䣯䣣䣮
䢢ᅄ⤖ᬗ傍䣕䣫䢶䢲䢲䢢䣐䣱䣴䣯䣣䣮
䢢
⿦⨨㛵ᩘ
䢢஧⤖ᬗ傍䣕䣫䢶䢲䢲䢢䣐䣱䣴䣯䣣䣮
䢢ᅄ⤖ᬗ傍䣕䣫䢶䢲䢲䢢䣐䣱䣴䣯䣣䣮
P / P0 䠄ᅄ⤖ᬗ䠅
࣭⿦⨨㛵ᩘࡢ
ࡢ〈ࢆ
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࡟ⴠ࡜ࡏࡿࠋ
࣭஧⤖ᬗ⣔ࡢཎ⌮࡜
⤌ࡳྜࢃࡏࡿࠋ
䢳䢲
䢺
䢸
(-, +, -, +) geometry
ᐃ⤖ᯝ㻌
6,ࢺ࣮ࣞࢧࣈࣝ
(-, +, +, -) geometry
䢶
䢷
䢴
࣭ศᩓࡀ㸮
T. Tochio et al., Phys. Rev. A65, 042502 (2002)㻌
ᖹ⾜㓄⨨࡛ᅇᢡᖜ㛵
㛵ᩘࡢ〈ࡀⴠࡕࡿ
First channel-cut crystal
䢲
䢲
䢺䢰䢲䢶䢹䢲
䜘䜚䝁䞁䝟䜽䝖䛺
䛺ศග⣔㻌
Second channel-cut crystal
Scintillation counter
䢺䢰䢲䢶䢹䢷
䢺䢰䢲䢶䢺䢲
䢺䢰䢲䢶䢺䢷
䢺䢰䢲䢶䢻䢲
Energy [keV]
ヨస䛧䛯ᅄ⤖ᬗศග⣔㻌
Center of FWHM :
23.6525s0.0003 deg.
System controller
Channel-cut crystals
The overview of quadruple-crystal type spectrometer
fabricated experimentally. (now, in the constant temperature oven.)
࣭ヨ㦂⏝㹖⥺※ࡣCuࡢ✵෭⟶⌫ (25kV, 0.6mA)
㸦ᐇ⏝ ᐃ᫬࡟ࡣ㹖⥺※タ⨨ሙᡤ࡟ヨᩱࢆ⨨ࡁࠊⓎ⏕ࡍࡿ⺯ග㹖⥺ࢆศග㸧
2TB = 47.3084s0.0003 deg.
E = 8046.94s0.05 eV
Center of FW9/10M :
23.6557s0.0001 deg.
㸦ᩥ⊩್㸸8047.78eV (J. Bearden, Rev. Mod. Phys. 39, 78 (1967))࡜ࡢᕪࡣ⣙1eV௨ୗࠋ㸧
An example of the comparison of the peak
shapes, by double-crystal spectrometer and
this system.
(Both slope of the peak is sharpened, as was expected.)
࣭⌧ᅾࡣࠊᜏ ᵴ୰࡟཰⣡㸦 22.5Υs0.2Υ 㸧
࣭タ⨨ࡣி㒔኱Ꮫ໬Ꮫ◊✲ᡤෆ
࣭(-, +, -, +) geometry ᐃࣆ࣮ࢡ ᐃࡢ⢭ᗘྥୖࠋ
࣭ࢳࣕࢿࣝ࢝ࢵࢺ⤖ᬗࡢᖹ⾜ᗘࡢຍᕤ⢭ᗘࡢ᳨ウࠋ
㸦2TBࡀ኱ࡁࡵ࡟ฟ࡚࠸ࡿྍ⬟ᛶ㸧ĺ ホ౯ἲࢆ᳨ウ୰
࣭ ᗘࢻࣜࣇࢺࡢᙳ㡪ࠊホ౯⏝㹖⥺※ࡢࢻࣜࣇࢺࡢᙳ㡪ᑐ⟇ࠋ
ĺ ᜏ ᵴࡢᑟධ㸦H27࡟ᑟධ῭ࡳ㸸 22.5Υs
s0.2Υ 㸧
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ᑗ᮶ᒎ㛤
ᐇ⏝໬䜈䛾ㄢ㢟
ᐇ⏝ᮦᩱ䛾≧ែศᯒ䜈䛾ᛂ⏝䛸ᒎ㛤㻌
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䝇䝍䞁䝗䜰䝻䞁ཬ䜃䜰䝍䝑䝏䝯䞁䝖ᙧᘧ䛷䛾〇ရ໬㻌
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ప䝞䝑䜽䜾䝷䜴䞁䝗䛺ບ㉳⏝䠴⥺※䛸ගᏛ⣔䛾タィ㻌
国立研究開発法人物質
・材料研究機構
ᅜ❧
❧◊✲㛤Ⓨἲே≀㉁䞉ᮦᩱ◊✲ᶵᵓ㻌
National Institute for Materials Science
㻺㼍㼠㼕㼛㼚㼍㼘㻌㻵㼚㼟㼠㼕㼠㼡㼠㼑㻌㼒㼛㼞㻌㻹㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘㼟㻌㻿㼏㼕㼑㼚㼏㼑㻌
− 39 −
第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
➨15ᅇNIMS䝣䜷䞊䝷䝮
஬૰ЎௌἋἘὊἉἹὅầ੩̓ẴỦἏἼἷὊἉἹὅ
Solution from Materials Analysis Station
䝇䝔䞊䝅䝵䞁㛗
ᕝ⏣ ဴ
ศᯒ౫㢗䞉┦ㄯ
ᮦᩱศᯒ䝇䝔䞊䝅䝵䞁㻌 ศᯒ౫㢗䞉┦ㄯᑓ⏝❆ཱྀ
Keywords
㻷㻭㼃㻭㻰㻭㻚㻿㼍㼠㼛㼟㼔㼕㻬㼚㼕㼙㼟㻚㼓㼛㻚㼖㼜㻌
୰᰾ᶵ⬟㒊㛛 ᮦᩱศᯒ䝇䝔䞊䝅䝵䞁
㼍㼚㼍㼘㼥㼟㼕㼟㻬㼚㼕㼙㼟㻚㼓㼛㻚㼖㼜㻌
⾲㠃䞉ᚤᑠ㡿ᇦศᯒ䚸໬Ꮫศᯒ䚸X⥺ᅇᢡ 䠄Surface & Micro-beam Analysis, Chemical Analysis, X-ray Diffraction䠅
z NIMSෆእ䛾౫㢗⪅䜈䛾ศᯒ᝟ሗᥦ౪䛚䜘䜃ᢏ⾡ᨭ᥼䛻䜘䜛ඹ⏝⿦⨨䛾฼⏝ᣑ኱
z ศᯒ⤖ᯝ䛾ಙ㢗ᛶ䜢☜ಖ䛧䛯㧗ᗘศᯒ᪉ἲ䛾㛤Ⓨ䛚䜘䜃ᶆ‽໬
ᴗົ䛾
䛾≺䛔
z ᢏ⾡ᇶ┙䛸䛧䛶䛾≀⌮䝟䝷䝯䞊䝍䛚䜘䜃䝕䞊䝍䝧䞊䝇䛾ᵓ⠏
z 䝘䝜䝯䞊䝍䞊䝇䜿䞊䝹䛾⾲㠃䞉ᚤᑠ㡿ᇦ䛻䛚䛡䜛ᙧែศᯒ䛚䜘䜃⤌ᡂศᯒ
ᴗົ䛾䝫䜲䞁䝖
z ᅛయ୰䛾ཎᏊ䞉㟁Ꮚ㓄⨨䚸ཎᏊ⃰ᗘ䚸໬Ꮫ≧ែ䛺䛹䛾ゎᯒ
⾲㠃䞉ᚤᑠ㡿ᇦศᯒ Surface & Micro-beam Analysis
໬Ꮫศᯒ Chemical Analysis
SEM䚸EPMA䚸AES䚸XPS䚸TOF-SIMS䛸䛔䛳䛯ศᯒ
⿦⨨䜢⏝䛔䛯⾲㠃䛾ᙧែほᐹ䚸⤌ᡂศᯒ䚸໬Ꮫ≧ែ
ศᯒ䚸஧ḟඖศᯒ䚸῝䛥᪉ྥศᯒ䚸ྠ఩యศᯒ
⤯ᑐศᯒἲ䛻䜘䜛୺ᡂศඖ⣲䛾㧗⢭ᗘᐃ㔞ศᯒ
㧗ឤᗘᶵჾศᯒ䛻䜘䜛ᚤ㔞ᡂศ䛾⢭☜䛺ᐃ㔞ศᯒ
ᅛయヨᩱ┤᥋ศᯒ䛻䜘䜛ᚤᑠ㡿ᇦ䛾ඖ⣲ศᯒ
Fe-60ppmS-83ppmBྜ㔠
◚᩿
᩿㠃䛾AESศᯒ
䝽䝃䝡ⴥ᯶᩿㠃ษ∦䛾TOF-SIMSศᯒ
TOF-SIMS analysis of wasabi petiole cross section
Sinigrin fragment peaks
[HSO4]Na+ C7H13O2NS+
Total ion image
500 mm
119.9
174.9
27.03
38.96
SE Image
SE Image
AES Map
C2H3+
Sinigrin-rich
K+
Sinigrin䠙㎞䜏ᡂศ
component
(Pungent component)
by MCR
C10H16KNO9S2, Fw = 399.99
S. Aoyagi, N. Kodani, A. Yano, T. Asao, H. Iwai and M. Kudo,
Surf. Interface Anal., 46 (2014) 131~135
ⱼ୰䛾㎞䜏ᡂศ䛾ศᕸ䜢Ỵᐃ
m/z=
17.999
S
0.2
500 ȝPØ
Fe
B
Al
0
m/z=
18.006 m/z=
18.011
20 ȝPØ
R: Fe
G: N AES Line Scan
B: S
Y: B
N
⥔⟶᮰
䠄vascular bundle䠅
ⴥ᯶᩿㠃ษ∦
Petiole cross section
㕲୰㓟⣲䛾ᐃ㔞ศᯒ
AES analysis of Fe-60 ppmS-83ppmB alloys
Intensity (a.u.)
先端計測技術
z 䝖䝺䞊䝃䝡䝸䝔䜱య⣔䛻ᇶ䛵䛟୺ᡂศ䛛䜙䝘䝜䜾䝷䝮䜸䞊䝎䞊䛾ᚤ㔞ᡂศ䛾⢭☜䛺ᐃ㔞ศᯒ
0.4 0.6
0.8
Distance (mm)
1.0
1.2
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◚᩿㠃䛻ᒁᅾ䛩䜛ඖ⣲䛾ྠᐃ
Quantitative
Q
tit ti analysis
l i off oxygen iin iiron
matrix by Glow Discharge Mass
Spectrometry
NIMS⊂⮬㛤Ⓨ䛾㍍ඖ⣲䜒ᐃ㔞ྍ⬟䛺
He䜾䝻䞊ᨺ㟁㉁㔞ศᯒἲ
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X⥺ᅇᢡ X-ray Diffraction
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⾲㠃
ヨᩱ䠖䝇䝔䞁䝺䝇
Laser Ablation ICP Mass Spectrometry
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ᇶᯈ࡟
࡟ሬᕸࡍࡿ஦ࡀྍ⬟࡞
࡞Printable༙
༙ᑟయศ
ศᏊ
Printable semiconductor molecules
ᮦᩱ≀㉁䛾≉ᛶ㉳※ゎ᫂䛻ᚲ㡲䛺᝟ሗ䛷䛒䜛
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༢⤖ᬗᵓ㐀ゎᯒ⿦⨨䠄< 100 ȝP䛾༢⤖ᬗヨᩱ䠅
=> 30 K ~ RT (He), 85 K ~ RT (N2)
ᗘྍኚᆺ⢊ᮎX⥺ᅇᢡィ䠄⢊ᮎ䠄ከ⤖ᬗ䠅ヨᩱ䠅
=> 2.6 K ~ RT (┿✵)
=> RT ~ 1500Υ (Air, N2, O2, Ar, He, ┿✵)
T. Terauchi, S. Sumi, Y. Kobayashi, Y. Matsushita, and A. Sato
Two-Dimensional Brickblock Arrangement in Bis-Fused Tetrathiafulvalene Semiconductors
Cryst. Growth Des. 14 (2014) 1412~1418
᪂つ≀㉁䛾
䛾⤖ᬗᵓ㐀䛾Ỵᐃ
䜎䛸䜑 Summary
ಖ᭷⿦⨨ Typical our equipment
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౫㢗ศᯒཬ䜃ศᯒ䛻㛵䛩䜛┦ㄯ Contact us
౫㢗ศᯒ䛚䜘䜃ศᯒ䛻㛵䛩䜛ྛ✀┦ㄯ䛻䛴䛔䛶䛿
analysis@nims.go.jp䜈䛤㐃⤡䛟䛰䛥䛔
ICP㉁㔞ศᯒ⿦⨨䚸⺯ගX⥺ศᯒ⿦⨨䚸䜺䝇ศᯒ⿦⨨
z༢⤖ᬗᵓ㐀ゎᯒ⿦⨨䚸 ᗘྍኚᆺ⢊ᮎX⥺ᅇᢡィ
国立研究開発法人物質
・材料研究機構
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National Institute
Institute for
forMaterials
MaterialsScience
Science
第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
− 40 −
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Direct TEM Observation of Metal Atoms on Graphene
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ᢏ⾡⛣㌿㻌
Takeguchi.masaki@nims.go.jp
Hashimoto.ayako@nims.go.jp
Kanou.emi@nims.go.jp
technology-transfer@nims.go.jp
Keywords
Keywords
TEM,㻌 Graphene,
Metal
atom
Keyword1,
keyword2,
keyword3
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00 Υ
Carbine(䜹䝹䝡䞁)䛾
ᶍᘧᅗ
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Pt3
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5 nm
ॢছইख़থप૬ःञา
ᗘ150 Υ
1 nm
1 nm
㟁Ꮚ䝡䞊䝮㟁ὶᐦᗘ250 A / s ή cm2
(b)
(c)
৿઺भ५ॼॵউ३ঙॵॺ
(d)
Rotation
(e)
(f)
1Cu-1C
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ઉ଍૾ଙद৺20ଧ৑਍৒
Cu–C
ঔॹঝ & ३঑গঞ‫ش‬३ঙথ
௴௄૖੯
Carbyne
C11 + Pt
6 6
6
type
Alkane
‫ٴ‬In-situਸ೸঍ঝॲ‫؟ش‬AduroTM ঍ঝॲ‫ش‬
(Protochips)
RT-1200Υद௴௄૭ચ‫ؚ‬ৈആৎभॻজইॺऋ
૘ऩः
ৰୡആ২ RT-800Υ
count
C11H22+ Pt
5
7
7
7
7
7
Rotation
Ejection
C–C #1
C–C #2
C–Cu
C оϭ
Ƶоϭ
147
64
48
28
6
C-C Rotation䛻ᑐ䛩
䜛䜶䝛䝹䜼䞊㞀ቨ
䛾➨1ཎ⌮ィ⟬
Simulated image: -4 nm defocus
(d)भঔॹঝ௕
6 7
6
6 5
5 6
Ejection
C оϭ
‫්ٴ‬ૌ஑ਗ਼৕ႀ๶ྰ(TEM)‫؟‬JEM-ARM200F (JEOL)
ૉએઽ୷ଓਫ‫ق‬TEM/STEMभॲঈঝ॥ঞॡ
ॱ‫كش‬
ਸசਗ਼ಓ 80 kV
ำभ঳ഈऋஜস
ऊै௞ोॊ
љ
ਂ਍৒
C–C
#2
1Cu-2C
Pristine
Without Cu
9
4.3
eV
8
S-W defect
CuཎᏊ䛜C-C Rotation䛾
䜶䝛䝹䜼䞊㞀ቨ䛾పୗ
䜢ᘬ䛝㉳䛣䛩
10
Energy (eV)
Scale bars: 1 nm
#1
Stone-Wales
Ḟ㝗
7
5 5
7
1.5 nm
7
9.4
eV
6
5
Reduced
4
3
7
Energy barrier
of
C–C rotations
4
3
2
Averaged image
Filtered image
ᛂ⏝ศ㔝䛸ᑗ
ᑗ᮶ᒎ㛤
0
3.2
eV
C–C
##1
1
1
1
Calculated
supercell
(96 atoms)
C–C
##2
2
5
2
ஜসીഈ = ਍৒
With Cu
6
Energy (eV)
(a)
Migration path
0
Migration path
C–Cu
ㄢ㢟䞉䛭䛾௚
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䜺䝇㞺ᅖẼ䛭䛾ሙほᐹ䛾ᐇ⌧䛜ㄢ㢟㻌
国立研究開発法人物質
・材料研究機構㻌
ᅜ❧
❧◊✲㛤Ⓨἲே≀㉁䞉ᮦᩱ◊✲ᶵᵓ㻌
National Institute for Materials Science
㻺㼍㼠㼕㼛㼚㼍㼘㻌㻵㼚㼟㼠㼕㼠㼡㼠㼑㻌㼒㼛㼞㻌㻹㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘㼟㻌㻿㼏㼕㼑㼚㼏㼑㻌
− 41 −
第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
先端計測技術
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➨15ᅇNIMS䝣䜷䞊䝷䝮
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Development of High Magnetic Field NMR and Application to
Materials Science
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HASHI.Kenjiro@nims.go.jp
ᢏ⾡⛣㌿㻌
◊✲㐃ᦠᐊ㻌 ᢏ⾡⛣㌿䝏䞊䝮㻌
technology-transfer@nims.go.jp
Keywords
Keywords
High Magnetic
Field,
NMR, Quadrupole
Keyword1,
keyword2,
keyword3 Nuclei
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先端計測技術
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1H
NMR spectrum of CHCl3
Stability of 1H NMR spectrum
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17O
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NMR spectrum of peptide
11B
NMR spectrum of borax
㻌
ᛂ⏝ศ㔝䛸ᑗ
ᑗ᮶ᒎ㛤
ᐇ⏝໬䜈䛾ㄢ㢟
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㧗㉸ఏᑟ⥺ᮦ䛾᥋⥆ᢏ⾡䛾㛤Ⓨ㻌
๰⸆䛾ຠ⋡໬䜔䝍䞁䝟䜽㉁䛾ᵓ㐀ゎᯒ䛾㧗ᗘ໬㻌
㧗ᙉᗘ䞉㧗⮫⏺㟁ὶ䛾⥺ᮦ㛤Ⓨ㻌
㧗㉸ఏᑟ⥺ᮦ䜢⏝䛔䛯☢▼䛾ỗ⏝໬㻌
㻺㻹㻾䝥䝻䞊䝤䞉ศගィ䛾㧗ᗘ໬㻌
国立研究開発法人物質
・材料研究機構㻌
ᅜ❧
❧◊✲㛤Ⓨἲே≀㉁䞉ᮦᩱ◊✲ᶵᵓ㻌
National Institute for Materials Science
㻺㼍㼠㼕㼛㼚㼍㼘㻌㻵㼚㼟㼠㼕㼠㼡㼠㼑㻌㼒㼛㼞㻌㻹㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘㼟㻌㻿㼏㼕㼑㼚㼏㼑㻌
第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
− 42 −
➨15ᅇNIMS䝣䜷䞊䝷䝮
ឬᵏᵥᵦᶘᴾᵬᵫᵰឬˡ‫ݰ‬ᄬჽỉ᧏ႆᴾ
Development of Beyond-1 GHz NMR Superconducting Magnet using
Bi-2223 high-Tc superconductor
◊✲ᢸᙜ㻌
ᢏ⾡⛣㌿㻌
すᓥ㻌 ඖ㻌
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nishijima.gen@nims.go.jp
⎔ቃ䞉䜶䝛䝹䜼䞊㒊㛛㻌㉸ఏᑟ⥺ᮦ䝴䝙䝑䝖㻌
matsumoto.shinji@nims.go.jp
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ᢏ⾡⛣㌿䝏䞊䝮㻌
Keywords
Keywords
technology-transfer@nims.go.jp
keyword2,
keyword3
NMR (Nuclear MagneticKeyword1,
Resonance),
1 GHz (1000
MHz), Superconducting Magnet, Bi-2223
䕔㻌㻺㻹㻾⿦⨨䛾ᛶ⬟ྥୖ㻔ᙉ☢ሙ໬㻕䠖᪂⸆๰〇䛻୙ྍḞ䛺䝍䞁䝟䜽㉁ᵓ㐀Ỵᐃ䛾⢭ᗘ䞉㏿ᗘྥୖ㻌
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NIMS
ᮏᡂᯝ
AC㟁※
UPS
Bruker (⊂)
㉸ఏᑟ☢▼
㟁※ (DC)
㠀ᖖ⏝
Ⓨ㟁ᶵ
Ᏻ඲
ᅇ㊰
NMR
㉸ఏᑟ
☢▼
Power supply system of PS-driven 1020 MHz NMR magnet
Oxford (ⱥ)
㉸ὶື䝦䝸䜴䝮෭
෭༷䛸㐠㌿
Progress of NMR magnets
1020 MHz (24.0 T) ᐃ179᪥㛫
10/17
24.0 T
฿㐩
3.67m
㖡ྜ㔠
⿵ᙉ
Bi-2223
OⅬ(㉸ὶື
㌿⛣Ⅼ)
1.3m
㧗Jc
Nb3Sn
8/26
ບ☢㛤ጞ
4/14
24.2 T
฿㐩
4/23
ᾘ☢᏶஢
㐠㌿ᮇ㛫୰~1.7 Kಖᣢ
㧗ᙉᗘ
Nb3Sn
LHeὀᾮ
㛤ጞ
㧗ᙉᗘ
Nb-Ti
4.2K฿㐩
Nb-Ti
Cooling and magnetic field operation of 1020 MHz NMR magnet
1.85m
Photo and schematic view of 1020 MHz NMR magnet
ᛂ⏝ศ㔝䛸ᑗ
ᑗ᮶ᒎ㛤
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国立研究開発法人物質
・材料研究機構
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National Institute for Materials Science
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− 43 −
第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
先端計測技術
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Single-Crystal Phosphors for High-Brightness White LEDs and LDs
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ᢏ⾡⛣㌿㻌
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E. Garc઀a V઀llora
⎔ቃ䞉䜶䝛䝹䜼䞊ᮦᩱ㒊㛛㻌ග䞉㟁Ꮚᮦᩱ䝴䝙䝑䝖㻌
SHIMAMURA.Kiyoshi@nims.go.jp
⎔ቃ䞉䜶䝛䝹䜼䞊ᮦᩱ㒊㛛㻌ග䞉㟁Ꮚᮦᩱ䝴䝙䝑䝖㻌
VILLORA.Garcia@nims.go.jp
◊✲㐃ᦠᐊ㻌 ᢏ⾡⛣㌿䝏䞊䝮㻌
Keywords
Keywords
technology-transfer@nims.go.jp
Keyword1, keyword2,
keyword3
Phosphors, high-brightness
white LEDs,
high-power white LDs
䝥䝻䝆䜵䜽䝍䞊䜔䝦䝑䝗䝷䜲䝖ྥ䛡䛺䛹䚸㟷Ⰽ㻸㻱㻰㻛㻸㻰䜢ບ㉳ග※䛸䛩䜛㉸㧗㍤ᗘⓑⰍ↷᫂䚸䝺䞊
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光材料
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Ce:Y3Al5O12
2 inch
Ce:(Lu1-xYx)3Al5O12 single-crystal phosphor plates and
powder from yellow to green
Color temperature (K)
7000
New device concept & Single-crystal phosphor
1.00
Internal QE
0.85
0.80
0.75
6000
5000
0.95
0.90
Temperature (Υ)
25
100
200
0
Single-crystal phosphor
Ce:YAG
Ce:LuAG
Commercial powder
YAG-type
LuAG-type
50
100
150
200
5
10
Gd content (at.%)
15
20
Color temperature variation
Blue LED/LD (440 nm) + Ce:(Y,Gd)3Al5O12 single-crystal phosphor
250
㧗ฟຊ㟷ⰍLD䜢↷ᑕ䛧䛯䛸䛝䛾 ᗘୖ᪼䛜ᑠ䛥䛔
ᕥ䠖༢⤖ᬗ⺯ගయ䚸୰䠖⢊ᮎ≧༢⤖
ᬗ⺯ගయ䚸ྑ䠖⢊ᮎ≧ᕷ㈍⺯ගయ
䛯䛰䛧୰䛸ྑ䛿䝞䜲䞁䝎䞊䛷ᅛᐃ
300
Temperature (Υ)
High quantum efficiency & temperature stability
High temperature stability of
single-crystal phosphor under high power blue LD
ᛂ⏝ศ㔝䛸ᑗ
ᑗ᮶ᒎ㛤
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䝗䞊䝢䞁䜾䛸䝃䜲䝈ไᚚ䛻䜘䜛ኚ᥮ຠ
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⏕⏘ᛶ䚸䝁䝇䝖➇தຊ䛾ᙉ໬㻌
国立研究開発法人物質
・材料研究機構㻌
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❧◊✲㛤Ⓨἲே≀㉁䞉ᮦᩱ◊✲ᶵᵓ㻌
National Institute for Materials Science
㻺㼍㼠㼕㼛㼚㼍㼘㻌㻵㼚㼟㼠㼕㼠㼡㼠㼑㻌㼒㼛㼞㻌㻹㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘㼟㻌㻿㼏㼕㼑㼚㼏㼑㻌
第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
− 44 −
➨15ᅇNIMS䝣䜷䞊䝷䝮
ហẪήỦᴾᵥᵿᵬᴾᵪᵣᵢ῍ࠎ‫ם‬᫏ểҞ‫˳ݰ‬ỉἅἻἮἾὊἉἹὅᴾ
Red light emission from GaN LED: Collaboration of rare-earth and
semiconductors
◊✲ᢸᙜ㻌
ᢏ⾡⛣㌿㻌
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ISHII.Masashi@nims.go.jp
⸨ཎ㻌 ᗣᩥ㻌 ኱㜰኱ᏛᕤᏛ㒊㻌
fujiwara@mat.eng.osaka-u.ac.jp
◊✲㐃ᦠᐊ㻌 ᢏ⾡⛣㌿䝏䞊䝮㻌
technology-transfer@nims.go.jp
Keywords
Keywords
Gallium nitride, Red
LED, Europium,
Frequency
response, 1/f noise
Keyword1,
keyword2,
keyword3
㻳㼍㻺୰䛻㉥䛟ග䜛ᕼᅵ㢮䠄䝴䞊䝻䝢䜴䝮䠅䜢ᇙ䜑㎸䜐䚸䛂⣸እ䊻㉥Ⰽ䛃ኚ᥮ᢏ⾡䛾☜❧㻌
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㉥ⰍLED䜢
䜢᪂䛯䛻㛤Ⓨ 䠄ᮍ฿㐩䛰䛳䛯୕ཎⰍ䛾ᐇ⌧䠅
WAVELENGTH (mm)
ᮍ㐩ᡂ䛾❅໬䜺䝸䜴䝮㉥ⰍLED
㻌 750
InxGa1-xN
700
㻌
650
㻌 600
䝴䞊䝻䝢䜴䝮ῧຍ䛷ᐇ⌧
㻌 550
㻌 500
450
ㄝ᫂
ㄝ
᫂䠖
䠖᪥
᪥ᮏ
ᮏㄒ
ㄒ
ㄝ᫂䠖᪥ᮏㄒ㻌
400
ᅗ䛾
ᅗ
䛾
䜻䝱
䜻
䝱
䝥䝅
䝥
䝅䝵䞁
䝵䠖ⱥ
ⱥㄒ
ᅗ䛾䜻䝱䝥䝅䝵䞁䠖ⱥㄒ㻌
350
0㻌㻌㻌 10 㻌㻌㻌 20㻌㻌㻌 30 㻌㻌㻌 40
㻌
In COMPOSITION (%)
㻌Technical limitation of band
㻌bap control using InGaN,
㻌and its solution by using Eu
doping into GaN (GaN:Eu).
㻌
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࿘Ἴᩘ≉ᛶ㻌
ᕷ㈍ရ
䝴䞊䝻䝢䜴䝮ῧຍᆺ
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
Intensity
vs. applied pulse frequency for conventional and new LEDs
㻌
䞉䝟䝹䝇㟁ὶὀධ䛸䛭䛾࿘Ἴᩘไᚚ䛷㧗㍤ᗘ໬㻌
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㻌㻌
㻌㻌
㞧㡢≉ᛶ㻌
ᕷ㈍ရ
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
䝴䞊䝻䝢䜴䝮
䛷Ⓨග
ኚ᥮
Band-to-band transition
for blue and green light
emissions
࿘Ἴᩘ≉ᛶ䚸㞧㡢≉ᛶ䛻ぢ䜙䜜䜛᪂
᪂ᆺ㉥Ⰽ㻸
㻸㻱㻰䛾≉ᚩ
Energy conversion from bandgap
energy of GaN to 4f-4f transition
energy of Eu
ᛂ⏝ศ㔝䛸ᑗ
ᑗ᮶ᒎ㛤
㻌
䝴䞊䝻䝢䜴䝮ῧຍᆺ
Noise power spectra of conventional and new LEDs
䞉㻝㻛㼒㞧㡢䠖ὀධ㟁Ⲵ䛾ᤕ⋓ຠ⋡䛜㍤ᗘ䜢Ỵᐃ㻌
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㻌
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国立研究開発法人物質
・材料研究機構
ᅜ❧
❧◊✲㛤Ⓨἲே≀㉁䞉ᮦᩱ◊✲ᶵᵓ㻌
National
Institute for Materials Science
㻺㼍㼠㼕㼛㼚㼍㼘㻌㻵㼚㼟㼠㼕㼠㼡㼠㼑㻌㼒㼛㼞㻌㻹㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘㼟㻌㻿㼏㼕㼑㼚㼏㼑㻌
− 45 −
第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
光材料
䞉」ᩘ䛾䝴䞊䝻䝢䜴䝮䛾䛂ᆺ䛃䛾Ⓨぢ㻌㻌 Ⰻ䛟Ⓨග䛩䜛䛂ᆺ䛃䜔ᛂ⟅ᛶ䛾Ⰻ䛔䛂ᆺ䛃䛾㑅ᢥస〇䜈㻌
➨15ᅇNIMS䝣䜷䞊䝷䝮
ἑἰἲἉỉನᡯᑥử೉͋ẲẺỼἣὊἽᕓᐏ‫߻ر‬ᴾ
Biomimetic structural color of Jewel beetle by opal film coating
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୙ືᑎ㻌 ᾈ㻌 ඛ➃ⓗඹ㏻ᢏ⾡㒊㛛㒊㛛㻌ඛ➃䝣䜷䝖䝙䜽䝇ᮦᩱ䝴䝙䝑䝖㻌
FUDOUZI.Hiroshi@nims.go.jp
ᢏ⾡⛣㌿㻌
◊✲㐃ᦠᐊ㻌 ᢏ⾡⛣㌿䝏䞊䝮㻌
technology-transfer@nims.go.jp
Keywords
Keywords
Photonic
Crystal, Self-Assembly,
Iridescence㻌
Keyword1,
keyword2, keyword3
䝍䝬䝮䝅䛾ᵓ㐀Ⰽ䜢䝞䜲䜸䝭䝯䝔䜱䜽䝇䛾䜰䝥䝻䞊䝏䛷ᶍೌ䚸䜸䝟䞊䝹⤖ᬗ䜢พฝᚤᵓ㐀䜢᭷䛩䜛
◊✲䛾≺䛔㻌㻌
ᑐ㇟≀䜈ሬᕤ䛩䜛᪂䝥䝻䝉䝇䜢㛤Ⓨ䚹䛣䛾ሬᕤ䝥䝻䝉䝇䛿䚸⎔ቃ㈇Ⲵ䛾ᑡ䛺䛔᪂䛧䛔㣭Ⰽᢏ⾡䛸
䛧䛶ከᵝ䛺ศ㔝䜈䛾ᛂ⏝ྍ⬟ᛶ䛜ᮇᚅ䛥䜜䜛䚹ᇶ♏䞉ᇶ┙䛸䛺䜛䝥䝻䝉䝇ᢏ⾡䛾ᥦ᱌ཬ䜃᳨ド䚹㻌
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光材料
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Fig.1 Biomimetic structural color
of jewel beetle, left photo (reprica).
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Fig.4 Vertical opal film coating on a A3 size PVC or
PET sheets with a linear actuator motor system.
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Fig.2 Structural color of green caused by 200 nm colloids. 㻌
300mm
Polystyrene
colloids
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Silicone
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Fig.3 Coloration of opal
films coated with different
size of colloidal particles.
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Fig.5 Gravity flow system for opal film coating with
simple, easy, scalable and low cost equipment.
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国立研究開発法人物質
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National Institute for Materials Science
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第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
− 46 −
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Thermally-Stable High-k Nanodielectrics and Their Applications to
High-Temperature Electronics
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Keywords
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osada.minoru@nims.go.jp
technology-transfer@nims.go.jp
Oxide nanosheet,Keyword1,
high-k dielectric,
high-temperature
electronics
keyword2,
keyword3
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(b)
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㻌
㻌
㻌Fig. 1. (a) Structural model and (b) AFM image for perovskite nanosheet (Ca2Nb3O10).
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In-plane XRD (Ca2Nb3O10)
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(a)
(b)
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㻌
Fig. 3. (a) Structural model and (b) TEM image for a nanosheet-based capacitor.
(a)
(b)
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(a)
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䝘䝜䝅䞊䝖
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Fig. 2. (a) High-temperature XRD of a monolayer film. (b) Structure stability for
perovskite nanosheet and BaTiO3.
[1] M. Osada, T. Sasaki, Adv. Mater., 24, 210 (2012); ᅛయ≀⌮, 47, 25 (2012).
[2] M. Osada et al., ACS Nano, 4, 5225 (2010).
Fig. 4. (a) Dielectric properties of a nanosheet-based capacitor at 25, 100, 200 and
250Υ. (b) Temperature dependence of perovskite dielectrics.
[3] B. W. Li, M. Osada et al., ACS Nano, 8, 5449 (2014).
[4] Y.H. Kim, M. Osada et al., ACS Appl. Mater. Interfaces, 6, 19510 (2014).
ᛂ⏝ศ㔝䛸ᑗ
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国立研究開発法人物質
・材料研究機構
ᅜ❧
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National
Institute for Materials Science
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− 47 −
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電磁機能材料
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Oxygen-Ion Conductive Oxyapatites
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UCHIKOSHI.Tetsuo@nims.go.jp
◊✲㐃ᦠᐊ㻌 ᢏ⾡⛣㌿䝏䞊䝮㻌
technology-transfer@nims.go.jp
Keywords
Keywords
KOBAYASHI.Kiyoshi@nims.go.jp
Oxyapatite, Oxygen-Ion
Conductor,
Lanthanum
Silicate, Lanthanum Germanate
Keyword1,
keyword2,
keyword3
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電磁機能材料
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(a)
La(NO)3·6H2O aq. sol.
GeO2 dispersed water (Opaque aq. sol.)
(b)
Dropping of 10vol. % ammonia aq. sol.
Ammonium Germanate aq. sol.
Opaque sol. (precipitate containing, pH ~ 4.9)
Dropping of 10vol. % nitric acid aq. sol.
SEM image of (a) as calcined
powder (bad sinterability) and (b)
milled powder (well sinterability).
X-ray diffraction pattern of Precalcined sample at 1600 Ԩ for
(a)
only 1 time.
Crystal
Structure of
Oxyapatite
(b)
Homogeneous sol. (Dissolution of the precipitate, pH ~ 1.1)
Protocol for the preparation of homogeneous
aqueous solution.
(c)
Crystal Structure of
Triclinic Phase. (Fukuda et
al., 2015)
XRD patterns of the
lanthanum germanate
samples from aqueous sol.
Surface Morphology of sintered LS at (a)
1673 K, (b) 1773 K, and (c) 1873 K.
Fabrication of Texture Controlled LS
YSZ
Arrhenius plot of lanthanum
silicate ceramics.
c-axis oriented lanthanum silicate
ceramic bulk (picture) and its XRD
patterns of the surface.
Total conductivity of Y-doped lanthanum
germanate oxyapatites
ᛂ⏝ศ㔝䛸ᑗ
ᑗ᮶ᒎ㛤
XRD patterns of non doped
lanthanum germanate and Y
doped one after heating at
1350 Ԩ. .
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国立研究開発法人物質
・材料研究機構㻌
ᅜ❧
❧◊✲㛤Ⓨἲே≀㉁䞉ᮦᩱ◊✲ᶵᵓ㻌
National Institute for Materials Science
㻺㼍㼠㼕㼛㼚㼍㼘㻌㻵㼚㼟㼠㼕㼠㼡㼠㼑㻌㼒㼛㼞㻌㻹㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘㼟㻌㻿㼏㼕㼑㼚㼏㼑㻌
第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
− 48 −
➨15ᅇNIMS䝣䜷䞊䝷䝮
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Dy-free Permanent magnets
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HIROSAWA.Satoshi@nims.go.jp
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୕ಛ㻌 ༓᫓㻌 ඖ⣲ᡓ␎☢ᛶᮦᩱ◊✲ᣐⅬ㻌 ௻⏬䝬䝛䞊䝆䝱䇷㻌
MITSUMATA.Chiharu@nims.go.jp
◊✲㐃ᦠᐊ㻌 ᢏ⾡⛣㌿䝏䞊䝮㻌
technology-transfer@nims.go.jp
Keywords
Keywords
Permanent
magnets,
Rare earths,
Dy-free
Keyword1,
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㻌3
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㻌1
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Temeprature (deg.C)
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Fig.1 Comparison of magnetic anisotropy field between new compound
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NdFe
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㻌
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150nm䚸↔
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Fig.2 High performance permanent magnet imaging system in BL25SU at
SPring-8.
(a)
(b)
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Fig.3 Visualization for magnetic excitation of Nd wave function in Nd2Fe14B
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国立研究開発法人物質
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National Institute for Materials Science
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第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
電磁機能材料
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Seamless Multi-turn Loop Coil using High-Tc Superconducting
(HTS) Coated Tape
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komori.kazunori@nims.go.jp
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technology-transfer@nims.go.jp
Keywords
Keywords
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loop, multi-turn
coil, persistent
keyword2,
keyword3 current mode
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電磁機能材料
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Etching hole
HTS Tape
conductor
2䝍䞊䞁䠄ᕥ䠅䛚䜘䜃
1䝍䞊䞁䠄ྑ䠅ᵓ㐀
HTS flux transformer with
4in. diameter loop
Large diameter
ᕷ㈍⥺ᮦ䛾฼⏝
1䝍䞊䞁➼ᚄ䝹䞊䝥䜢
᥋⥆䛧䛯☢᮰䝖䝷䞁䝇䠋
Ỉᖹᆺ䜾䝷䝆䜸䝯䞊䝍䞊
Horizontal magnetic
gradiometer
ษ䜚⣬ⓗᡭἲ䛻䜘䜛ᒎ㛤
Using commercial HTS tapes
Seamless loop preparation
by cut-and -wind method
H
I
⥺࿘䛾୍㒊ຍ⇕
Partial heating
on a loop
H
I
ᆶ┤ᆺ
䜾䝷䝆䜸䝯䞊䝍䞊
Vertical magnetic
gradiometer
㟁☢ㄏᑟ䛻䜘䜛
Ọஂ㟁ὶບ㉳
Persistent current
induction
21䝍䞊䞁
䝋䝺䝜䜲䝗ᙧ≧
21Turns HTS solenoid (30mm bore)
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Persistent current induced on HTS loop
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㻌
国立研究開発法人物質
・材料研究機構㻌
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National Institute for Materials Science
㻺㼍㼠㼕㼛㼚㼍㼘㻌㻵㼚㼟㼠㼕㼠㼡㼠㼑㻌㼒㼛㼞㻌㻹㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘㼟㻌㻿㼏㼕㼑㼚㼏㼑㻌
第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
− 50 −
➨15ᅇNIMS䝣䜷䞊䝷䝮
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Photothermal Transduction by Metallic and Ceramics Nanostructures
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NAGAO.Tadaaki@nims.go.jp
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sishii@nims.go.jp
◊✲㐃ᦠᐊ㻌 ᢏ⾡⛣㌿䝏䞊䝮㻌
Keywords
Keywords
technology-transfer@nims.go.jp
Ceramics, Photothermal
Energy Conversion,
Keyword1, keyword2,
keyword3 Plasmon
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䠰䡅䠪䝥䝷䝈䝰䝙䝑䜽䞉䝘䝜⢏Ꮚ䛻䜘䜛ኴ㝧ගຍ⇕䞉⵨␃䞉ẅ⳦
Water heating and distillation by TiN plasmonic nanoparticles
㔠ᒓ䚸䝉
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Ceramics micropatterns for wavelength-selective photothermal device
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100
1.0
@200oC
0.6
40
0.4
20
0.2
0
100mW/cm2
㻌㻌 ኴ㝧ග㻌
㻌 (AM1.5)
0.8
྾཰
྾཰
Ⓨග
Ⓨග
60
2
4
6
8
10
12
Wavelength [Pm]
14
0.0
㏆㉥እග
㏆㉥እග
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ຍ⇕ຍᕤ
ᬮᡣ⏝
ᬮᡣ⏝
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⵨␃Ỉ䜢〇㐀
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ኚ᥮ຠ⋡䠕䠏䠂
Ⓨග
Ⓨග
Ỉ䠍䠌
Ỉ䠍䠌L + 2g䛾
䛾
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䝘䝜⢏Ꮚ
Scale
S
Sca
Scal
cal
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r: 110
0 um
um
㣧ᩱỈ
⏕ᡂ
Scale bar: 10 um
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ᛂ⏝ศ㔝䛸ᑗ᮶ᒎ㛤
ᛂ⏝ศ㔝䛸ᑗ᮶ᒎ㛤
Application and Future Development
ᐇ⏝໬䜈䛾ㄢ㢟
ᐇ⏝໬䜈䛾ㄢ㢟
Issues of Technology Transfer
Ⓨᒎ㏵ୖᅜ䜔⅏ᐖ᫬䛾䝷䜲䝣䝷䜲䞁䠄㣧䜏Ỉ䠅☜ಖ㻌
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ฟཱྀ䛻ᛂ䛨䛯ᮦᩱ䛸䝕䝞䜲䝇ᵓ㐀䛾᭱㐺໬㻌
国立研究開発法人物質
・材料研究機構
ᅜ❧◊✲㛤Ⓨἲே㻌
ᅜ❧
❧◊✲㛤Ⓨἲே㻌≀㉁䞉ᮦᩱ◊✲ᶵᵓ㻌
≀㉁䞉ᮦᩱ◊✲ᶵᵓ㻌
National Institute for Materials Science
㻺㼍㼠㼕㼛㼚㼍㼘㻌㻵㼚㼟㼠㼕㼠㼡㼠㼑㻌㼒㼛㼞㻌㻹㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘㼟㻌㻿㼏㼕㼑㼚㼏㼑㻌
− 51 −
第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
センサ・アクチュエーター材料
Reflectance [%]
80
Emission [a.u.]
㧗ຠ⋡䛺ኴ㝧ග䛾ග⇕ኚ᥮ᮦᩱ
㧗ຠ⋡䛺ኴ㝧ග䛾ග⇕ኚ᥮ᮦᩱ
➨15ᅇNIMS䝣䜷䞊䝷䝮
᣽ငӧᏡễ᭗ज़ࡇЎ‫܇‬ἍὅἉὅἂؕெᴾ
Mass-productive high-sensitive substrates for molecular sensing
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iwanaga.masanobu@nims.go.jp
ᢏ⾡⛣㌿㻌
◊✲㐃ᦠᐊ㻌 ᢏ⾡⛣㌿䝏䞊䝮㻌
technology-transfer@nims.go.jp
Keywords
Keywords
Molecular optical
sensing,keyword2,
High sensitivity,
Mass production
Keyword1,
keyword3
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㔞⏘ྍ⬟䛺䝘䝜䜲䞁䝥䝸䞁䝖ἲ䛻䜘䜛స〇
㧗ឤᗘศᏊ䝉
䝉䞁䝅䞁䜾
センサ・アクチュエーター材料
䝘䝜䜲䞁䝥䝸䞁䝖ἲ㻌㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
䝘䝜ᵓ㐀స〇䛾㧗㏿໬㻌
䠄㟁Ꮚ⥺䝸䝋䜾䝷䝣䜱ἲ䛸ྠ⛬ᗘ䛾⢭ᗘ䛷㻌㻢㻜㻜㻜㻌ಸ௨ୖ㧗㏿䠅㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
䝉䞁䝅䞁䜾ᐇ㦂㓄⨨㻌㻌
㻌
䝢䝨䝑䝖
ගᏛ㓄⨨
ືసཎ⌮
㻌
᏶඲
᏶඲ᨺᑕ
ග྾཰
㻌
z
y
㻌
x
㻌Dispersion of tiny drop
㻌of dye solution ~ 2PL
㻌
A-few-layer
㻌
stacked
㻌
metasurface
㻌
䛂ᩘ༓ಸ䛾⺯ගቑᙉ䠙᏶඲ᨺᑕ䠇䝥䝷䝈䝰䞁ඹ㬆䛃
ᐇ㦂⤖ᯝ㻌
㻌
ᐇ⥺䠖⺯ගᙉᗘቑᙉᗘ
㻌㉥⥺䠖SAM䛒䜚
㻌㯮⥺䠖SAM䛺䛧
㻌䠄ᖹᆠ䝅䝸䝁䞁ᇶᯈ䛸䛾ẚ䠅
⣸Ⅼ⥺䠖ග྾཰䝇䝨䜽䝖䝹
2 cm
Photograph after one-sequence nanoimprint
FL enhancement factor vs Absorbance
䝘䝜ᵓ㐀䛾㟁Ꮚ㢧ᚤ㙾෗┿
SEM (scanning electron
microscope) image of a
fabricated nanostructure
¾ ᭱኱ 2600 ಸ䜢㉸䛘䜛⺯ගቑᙉᗘ䜢ほ ༢ศᏊ⭷䠄SAM䠅䜢ᑟධ䛩䜛䛣䛸䛻䜘䜚䚸ቑᙉຠᯝቑᖜ䛻ᡂຌ
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ᑗ᮶ᒎ㛤
ᐇ⏝໬䜈䛾ㄢ㢟
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᳨ฟศᏊ✀䛾䝔䞊䝤䝹సᡂ㻌
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㧗㏿䞉㧗ឤᗘ䞉ప䝁䝇䝖໬ྍ⬟䛺ᡭἲ䛸䛧䛶ᐇ⏝໬㻌
国立研究開発法人物質
・材料研究機構㻌
ᅜ❧
❧◊✲㛤Ⓨἲே㻌㻌 ≀㉁䞉ᮦᩱ◊✲ᶵᵓ㻌
National Institute for Materials Science
㻺㼍㼠㼕㼛㼚㼍㼘㻌㻵㼚㼟㼠㼕㼠㼡㼠㼑㻌㼒㼛㼞㻌㻹㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘㼟㻌㻿㼏㼕㼑㼚㼏㼑㻌
第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
− 52 −
➨15ᅇ䠪䠥䠩䠯䝣䜷䞊䝷䝮
ᆷ҄ཋҞ‫˳ݰ‬ἙἢỶἋửဇẟẺ൦እἍὅἇὊᴾ
Hydrogen Sensors using Nitride-based Semiconductor Devices
◊✲ᢸᙜ㻌
Ⰽᕝ㻌 ⰾᏹ㻌 ⎔ቃ䞉䜶䝛䝹䜼䞊ᮦᩱ㒊㛛㻌 ග䞉㟁Ꮚᮦᩱ䝴䝙䝑䝖㻌
IROKAWA.Yoshihiro@nims.go.jp
ᢏ⾡⛣㌿㻌
◊✲㐃ᦠᐊ㻌ᢏ⾡⛣㌿䝏䞊䝮㻌
technology-transfer@nims.go.jp
Keywords
Keywords
hydrogen,Keyword1,
nitride-based
semiconductors,
keyword2,
keyword3dielectrics
Ỉ⣲䜶䝛䝹䜼䞊♫఍䛻䛚䛔䛶䛿䚸ᵝ䚻䛺௙ᵝ䛾Ỉ⣲䝉䞁䝃䞊䛜ᚲせ䚹ᮏ◊✲䛷䛿䚸⥲ྜⓗ≉ᛶ
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◊✲䛾≺䛔㻌㻌
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䞉ᑗ᮶ⓗ䛻䚸Ỉ⣲㑅ᢥᛶ䛾ᐇ⌧䜔㧗ឤᗘ໬➼䚸⣲Ꮚ䛾ᛶ⬟䜢ྥୖ䛥䛫䜛䛣䛸䛜ᮇᚅྍ⬟䚹㻌
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㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌㟁ᴟ䠉༙ᑟయ㛫䛾⤯⦕⭷䛜⣲Ꮚ䛾Ỉ⣲ᛂ⟅䛻ཬ䜌䛩ᙳ㡪䚹
㻌 10 Pt-GaN Schottky diode
㏻ᖖ䛾⣲Ꮚ≉ᛶ
㻌 10
10
㻌 10
0.30V
H in N
㻌 10 1%
N
㻌 10 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2
Voltage [V]
㻌 10 MIS Pt-GaN diode (SiO )
㻌 10 1% H in N
㏻ᖖ䛾⣲Ꮚ䛸ẚ䜉䛶Ỉ⣲
䛻ᑐ䛩䜛ឤᗘ䛜2ಸ
㻌 10 N
0.59V
-2
SiO2
Current [A]
-4
Pd
-6
-8
-10
2
2
2
-2
2
(ᅗ䛿Sens. Actuators B 117 (2006) 151䜘䜚ᢤ⢋)
Fig. 1. Proposed hydrogen
sensing mechanism.
Fig. 3. In-plane averaged potential in
Pd-SiO2 supercell before and after
hydrogen adsorption.
Current [A]
-4
2
2
-8
10
10-10
10-12
-5
-2
10
Pt
2
-6
-4
-3
-2 -1 0
Voltage [V]
1
2
MIS Pt-GaN diode (SixNy)
10-4
Ti/Al/Pt/Au
Current [A]
AlGaN
GaN
Sapphire
10-8
1% H2 in N2
N2
10-10
R
C
10-12
-5
Semiconductor
space charge region
Fig. 2. Nyquist plots of
AlGaN/GaN Schottky diode.
Ỉ⣲䛻ᑐ䛩䜛ឤᗘ䛜ᾘኻ
10-6
Fig. 4. A charge-density difference plot
of the Pd-SiO2 supercell before and
after hydrogen adsorption.
㟁ᴟ䛸༙ᑟయ⏺㠃䛻Ỉ⣲㉳ᅉ䛾㟁Ẽ䠎㔜ᒙ䛿ほ䛥䜜䛺䛔䚹
-4
-3
-2 -1 0
Voltage [V]
1
2
Fig. 5. I-V characteristics of Pt-GaN and MIS Pt-GaN diodes with
SiO2 and SixNy dielectrics.
䐟㻌 Ỉ⣲䛜㔠ᒓ䠉༙ᑟయ㛫䛾⤯⦕⭷䛾㟁Ẽⓗ≉ᛶ䜢ኚ໬䛥䛫䜛
䛣䛸䛜ືస䛾ᮏ㉁䚹
䐠㻌 ⤯⦕⭷ᮦᩱ䛾᥈⣴䜢⾜䛖䛣䛸䛷䚸⣲Ꮚ䛾㧗ᛶ⬟໬䛜ྍ⬟䚹
ᛂ⏝ศ㔝䛸ᑗ
ᑗ᮶ᒎ㛤
ᐇ⏝໬䜈䛾ㄢ㢟
Ỉ⣲䝉䞁䝃䞊䛾㧗ᛶ⬟໬䚹㻌
ືస䝯䜹䝙䝈䝮䛾䜘䜚ཝᐦ䛺᳨ド䚹㻌
≉䛻䚸Ỉ⣲㑅ᢥᛶ䞉㧗ឤᗘ໬䛾ᐇ⌧䛜ᮇᚅྍ⬟䚹㻌
⥲ྜⓗ䛺⣲Ꮚ≉ᛶ䛾ྥୖ䚹㻌
国立研究開発法人物質
・材料研究機構㻌
ᅜ❧
❧◊✲㛤Ⓨἲே≀㉁䞉ᮦᩱ◊✲ᶵᵓ㻌
National Institute for Materials Science
㻺㼍㼠㼕㼛㼚㼍㼘㻌㻵㼚㼟㼠㼕㼠㼡㼠㼑㻌㼒㼛㼞㻌㻹㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘㼟㻌㻿㼏㼕㼑㼚㼏㼑㻌
− 53 −
第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
センサ・アクチュエーター材料
-12
➨15ᅇNIMS䝣䜷䞊䝷䝮
࢟ཞᚡচӳ᣿ᕓᐏỉ᧏ႆᴾ
Development of Shape Memory Alloy Thin Films
◊✲ᢸᙜ㻌
▼⏣㻌 ❶㻌
ᢏ⾡⛣㌿㻌
◊✲㐃ᦠᐊ㻌 ᢏ⾡⛣㌿䝏䞊䝮㻌
⎔ቃ䞉䜶䝛䝹䜼䞊ᮦᩱ㒊㛛㻌䝝䜲䝤䝸䝑䝗ᮦᩱ䝴䝙䝑䝖㻌
Keywords
Keywords
ISHIDA.Akira@nims.go.jp
technology-transfer@nims.go.jp
Shape
memorykeyword2,
alloy, Thinkeyword3
film, MEMS
Keyword1,
㻹㻱㻹㻿⏝኱ኚ఩ᙉຊ䜰䜽䝏䝳䜶䞊䝍䛾㛤Ⓨ䚹㻌
◊✲䛾≺䛔㻌㻌
་⒪⏝㉸ᙎᛶⷧ⭷䛾㛤Ⓨ䚹㻌
᪂䛧䛔㧗 ᙧ≧グ᠈ྜ㔠䛾᥈⣴䚹㻌
㻹㻱㻹㻿⏝኱ኚ఩ᙉຊ䜰䜽䝏䝳䜶䞊䝍䛸䛧䛶䚸᪂䛧䛔㼀㼕㻙㻺㼕㻙㻯㼡ྜ㔠ⷧ⭷䜢㛤Ⓨ䚹ᮏྜ㔠ⷧ⭷䛿㻢㻜䉝
◊✲䛾せⅬ㻌㻌
⛬ᗘ䛻ኚែ ᗘ䛜䛒䜛䛾䛷䚸་⒪⏝䝕䝞䜲䝇䜈䛾ᛂ⏝䛜ᮇᚅ䛷䛝䜛䚹䜎䛯䚸ᛂ⏝ศ㔝䜢ᗈ䛢䜛䛯
䜑䛻㧗 ᙧ≧グ᠈ྜ㔠ⷧ⭷䜔㉸ᙎᛶⷧ⭷䛾㛤Ⓨ䛻䜒ྲྀ䜚⤌䜣䛷䛔䜛䚹㻌
㻹㻱㻹㻿䜰
䜰䜽䝏䝳䜶䞊䝍
ᙧ≧グ᠈ྜ㔠ⷧ⭷䛾⏝㏵㛤Ⓨ
センサ・アクチュエーター材料
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
Si䜴䜶䝝ୖ䛻స〇䛧䛯ᙧ≧
グ᠈ྜ㔠ⷧ⭷䜰䜽䝏䝳䜶䞊
䝍䚹MEMSᢏ⾡䛸⤌䜏ྜ䜟
䛫䜛䛣䛸䛻䜘䛳䛶ᚤᑠ䛺䝫
䞁䝥䜔䝞䝹䝤䜢స䜛䛣䛸䛜
䛷䛝䜛䚹
(ྑᅗ䛿䝬䜲䜽䝻䜾䝸䝑䝟䛾
౛, ி㒔኱Ꮫ⏣⏿◊䛸䛾ඹ
ྠ◊✲)
ᕷ㈍Ti-Ni-Cu䝽䜲䝲
䛸㛤Ⓨ䛧䛯Ti-Ni-Cu
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国立研究開発法人物質
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National Institute for Materials Science
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Enhanced Angiogenesis of Growth Factor-Free Porous
Biodegradable Adhesive Membrane
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TAGUCHI.Tetsushi@nims.go.jp
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technology-transfer@nims.go.jp
Keywords
Keywords
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Growth Factor Free
Keyword1,
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᧏ႆẲẺ‫܉ٶ‬ᐏᴾ
Fig.1 Enhanced
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d angiogenesis
i
i off porous adhesive
dh i material
t i l made
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hexanoyl group-modified gelatin (right). Control material was
made by original gelatin (left). Graph is quantitative analysis data
of angiogenesis using Image J software.
ࢼஹỉ‫܉ٶ‬ᐏᴾ ᧏ႆẲẺ‫܉ٶ‬ᐏᴾ
Fig.2 Comparison of bonding strength between prous adhesive
materials made by original gelatin (left) or hexyanoyl groupmodified gelatin (right). Photos in graph show hematoxylin-eogin
stained intestine remnant remained on the interfaces after peeling
strength measurement.
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国立研究開発法人物質
・材料研究機構㻌
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National Institute for Materials Science
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生体材料
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A system of self-assembled nanomaterials for high drug loading
efficiency
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KOTSUCHIBASHI.Yohei@nims.go.jp
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EBARA.Mitsuhiro@nims.go.jp
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Keywords
Keywords
technology-transfer@nims.go.jp
Smart Polymer, Temperature
Responsive
Nanomaterial,
Keyword1,
keyword2,
keyword3 Drug Delivery System
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生体材料
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国立研究開発法人物質
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第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
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Hybrid Bonding of Power Electronics Materials at Low Temperature
and Atmospheric Pressure
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Keywords
Keywords
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technology-transfer@nims.go.jp
Low Temperature
Bonding,keyword2,
Vacuum Ultraviolet
Keyword1,
keyword3(VUV), SiC, GaN
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SiC䠖᭱⾲㠃䛾SiO2ᒙ䛜ῶᑡ䛧䝅䝷䝜䞊
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GaN: ᭱⾲㠃䛻Ỉ࿴≀⓶⭷䜢ᙧᡂ

Normalized Intensity
1
Relationship between working
frequency and switching power.
1
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0.4
> 3.0 eV
0.2
28
26
24
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Ỉ࿴≀⓶⭷ᙧᡂ㔞䛿୍ᐃ
䛾㟢ฟ㔞䛷㣬࿴䛩䜛䜎䛷┤
⥺ⓗ䛻ኚ໬
3.60x102 (g/m3)*s
GaN O1s
O From oxide
0.8
0.6
O From H2O
> 1.3 eV
0.4
GaN
0.2
0
20
536
Binding Energy (eV)
534
532
530
528
Binding Energy (eV)
(a)
Before treatment
4.32x103 (g/m3)*s
1
Normalized Intensity
Vapor and VUV – combined ప ኱Ẽᅽ᥋ྜᡭἲ
ᢏ⾡䐟 ඲ᕤ⛬䜢ప ኱Ẽᅽ䛷ᐇ⾜ ĺఱ䜙䛛䛾ศᏊ྾╔䛜୙ྍ㑊
ㄢ㢟䐠 ప 䛷䛾᥋ྜᛶ☜ಖ ĺ᏶඲䛺⾲㠃Ύί໬䠄άᛶ໬䠅䛿ᅔ㞴
4.80x102 (g/m3)*s
1
O From oxide
0.6
0.4
SiC Si2p
0.2
105
(a)
VUV only 1080 s
1.03x104 (g/m3)*s
Si with C
Si with O
0.8
0
110
100
Binding Energy (eV)
0.8
0.6
O From H2O
0.4
0.2
95
0
SiC O1s
536
534
532
530
Binding Energy (eV)

SiC
528
(b)
X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) results
after the vapor and VUV – combined surface
modification: (a) Ga3d and O1s spectra of GaN; (b)
Si2p and O1s spectra of SiC.
䐟 ᥋ྜ㞺ᅖẼ୰䛻⾲㠃Ύί໬స⏝䜢᭷䛩䜛≀㉁䜢⏕ᡂ
⬟䜢௜୚
䐠 ᪂䛧䛟⏕ᡂ䛩䜛⓶⭷䛻ᯫᶫ⬟
(b)
Change in atomic concentration
of: (a) GaN; and (b) SiC.
ᡂᯝ2䠖SiC䛸GaN䛾ప ኱Ẽᅽ᥋ྜ
䞉H
䞉OH
VUV
SiC䛸GaN䛾䝪䜲䝗䛾䛺䛔᥋ྜ䜢150Υ௨
௨ୗ䠈኱Ẽᅽ䛷ᐇ⌧
౑⏝㟢ฟ㔞䠄SiC
䛾཯ᛂ㣬࿴್䠅:
4.0x103 (g/m3)*s
Scanning electron
microscopy (SEM)
and energy
dispersive X-ray
spectroscopy
(EDX) images of
the bond interface
between SiC and
GaN.
at < 150Υ
Outline of the vapor and VUV – combined bonding method. The irradiation of VUV
(wavelength: 172 nm) is carried out in the humidified nitrogen atmosphere.
ᛂ⏝ศ㔝䛸ᑗ
ᑗ᮶ᒎ㛤
ᐇ⏝໬䜈䛾ㄢ㢟
䝣䝺䜻䝅䝤䝹⎔ቃㄪ࿴ග※䜔㌴㍕䝕䝞䜲䝇
⏺㠃䛷䛾㧗㏱㐣ᛶ䜢せ䛩䜛ගᏛ⣲Ꮚ
ಙ㢗ᛶホ౯⏝⣲Ꮚ䛸㍍㔞ᵓ㐀ᮦᩱ䛾」ྜ໬
኱㠃✚໬䞉᪤Ꮡ〇㐀䝷䜲䞁䜈䛾ᛂ⏝
᪂䛧䛔⏺㠃䛻ᑐ䛩䜛㛗ᮇಙ㢗ᛶホ౯ᡭἲ㛤Ⓨ
᪂䛧䛔ᯫᶫᛶ⓶⭷๰〇ᡭἲ䛾᥈⣴
国立研究開発法人物質
・材料研究機構㻌
ᅜ❧
❧◊✲㛤
㛤Ⓨἲ
ἲே≀㉁䞉ᮦᩱ◊✲ᶵᵓ㻌
National Institute for Materials Science
㻺㼍㼠㼕㼛㼚㼍㼘㻌㻵㼚㼟㼠㼕㼠㼡㼠㼑㻌㼒㼛㼞㻌㻹㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘㼟㻌㻿㼏㼕㼑㼚㼏㼑㻌
− 57 −
第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
材
･料プロセス
ຍ⇕᮲௳:
125 – 150Υ
複合材料
඲ᕤ⛬䜢኱Ẽᅽ❅⣲㞺ᅖẼ䛷ᐇ⾜ྍ⬟
᭷ᶵ䝁䞁䝍䝭㝖ཤ䞉䝷䝆䜹䝹✀ (H, OH)䛻䜘䜛
㓟໬≀㑏ඖຠᯝ䛸ᯫᶫᙧᡂຠᯝ䛾ྠ᫬⋓ᚓ
㟢ฟ㔞 (య✚‵ᗘx VUV↷ᑕ᫬㛫䠈g䞉m-3䞉s)
䛷⓶⭷ᙧᡂ㏿ᗘ䜢ไᚚྍ⬟
Ga with N
0.6
0
30
Schematic representation of future
integration of power electronics substrates.
᪂䛧䛔᥋ྜᡭἲ䛾ᥦ᱌
ゎỴ
0.8
VUV only 1080 s
8.64x103 (g/m3)*s
Before treatment
3.24x103 (g/m3)*s
Ga with O
or with OH
Normalized Intensity
ⷧᆺ໬䞉✚ᒙ⏺㠃䛷䛾㟁Ẽ≉ᛶྥୖ
᪤Ꮡ㟁Ꮚᇶᯈ䜔ᵓ㐀ᮦᩱ䛸䛾ΰ㍕
Normalized Intensity

➨15ᅇ䠪䠥䠩䠯䝣䜷䞊䝷䝮
ೞᏡࣱቬ‫ם‬ἧỵἻὊỉ᧏ႆᴾ
Development of Functional Clay Fillers
◊✲ᢸᙜ㻌
ᢏ⾡⛣㌿㻌
⏣ᮧ㻌 ሀᚿ㻌 ⎔ቃ䞉䜶䝛䝹䜼䞊ᮦᩱ㒊㛛㻌 ⎔ቃ෌⏕ᮦᩱ䝙䝑䝖㻌
TAMURA.Kenji@nims.go.jp
బஂ㛫㻌 ༤㻌
SAKUMA.Hiroshi@nims.go.jp
⎔ቃ䞉䜶䝛䝹䜼䞊ᮦᩱ㒊㛛㻌 ⎔ቃ෌⏕ᮦᩱ䝙䝑䝖㻌
◊✲㐃ᦠᐊ㻌ᢏ⾡⛣㌿䝏䞊䝮㻌
Keywords
Keywords
◊✲ᢸᙜ㻌㻌
ᮏே෗┿㻌㻌
technology-transfer@nims.go.jp
Layered Silicates, Organic-inorganic
hybrid,
Polymer nanocomposite
Keyword1, keyword2,
keyword3
䞉๤㞳䝘䝜䝅䞊䝖໬䛩䜛䝣䜱䝷䞊㛤Ⓨ䠖ኳ↛㞼ẕ䛾⭾₶໬䠄㧗䜰䝇䝨䜽䝖ẚ䝘䝜䝣䜱䝷䞊䠅㻌
◊✲䛾≺䛔㻌㻌
䞉๤㞳⢏Ꮚ䛾䝰䝹䝣䜷䝻䝆䞊䠄๤㞳ᒙ䠅ไᚚ䠖䝫䝸䝬䞊䝘䝜䝁䞁䝫䝆䝑䝖䛾≀ᛶไᚚ㻌
䞉⢓ᅵ⾲㠃䜢฼⏝䛧䛯ศᏊ㓄ิไᚚ䠖྾╔ศ㞳ᛶ⬟䚸ගᶵ⬟ᛶ௜୚㻌
䞉㞼ẕᒙ㛫䛾Ᏻᐃ䛺㻷㻗䜲䜸䞁䜢Ỉ࿴䜲䜸䞁䠄㻺㼍㻗㻘㻌㻸㼕㻗➼䠅䛻⨨᥮䛩䜛䛣䛸䛷⭾₶໬䛻ᡂຌ㻌
◊✲䛾せⅬ㻌㻌
䞉㞼ẕ䚸⢓ᅵ⢏Ꮚ䛾ᒙ๤㞳఩⨨䜢⢭ᐦไᚚ䛧䛯䝫䝸䝬䞊䝘䝜䝁䞁䝫䝆䝑䝖䛾䝰䝹䝣䜷䝻䝆䞊ไᚚ㻌
䞉㞼ẕ䚸⢓ᅵ⾲㠃䛾྾╔≉ᛶ䜢฼⏝䛧䛶䚸㧗ᛶ⬟྾╔ᮦᩱ䜔ᶵ⬟ᛶⓎග䝝䜲䝤䝸䝑䝗䜢ྜᡂ㻌
ᶵ⬟ᛶ⢓ᅵ䝣䜱䝷䞊㛤Ⓨ
ᶵ⬟ᛶ⢓
⢓ᅵ䝣䜱䝷䞊䜢౑䛳䛯䝘䝜䝝䜲䝤䝸䝑䝗
zኳ↛㞼ẕ䛾⭾₶໬䠖䝘䝜䝅䞊䝖໬䠈྾╔≉ᛶ䛾ไᚚ
z䝫䝸䝬䞊䝘䝜䝁䞁䝫䝆䝑䝖
Expandable biotite
Schematic diagram of mica-polymer nanocomposite
and its TEM image
XRD patterns of original K-mica
and expandable Na-mica
Expandable phlogopite
z䝘䝜䝣䜱䝷䞊䛾ᒙ๤㞳ไᚚ䠖䝁䞁䝫䝆䝑䝖≀ᛶ䛾ไᚚ
複合材料
TEM images of three types of polymer nanocomposites:
a)smectite, b) interstratified clay mineral, and c) 2nd staged mica
z⢓ᅵ䠉Ⰽ⣲䝝䜲䝤䝸䝑䝗
材
･料プロセス
Donor
Nano-filler design of using various technique
Acceptor
Harvesting of Light Energy by Iridium(III) Complexes on a Clay Surface
ᛂ⏝ศ㔝䛸ᑗ
ᑗ᮶ᒎ㛤
ᐇ⏝໬䜈䛾ㄢ㢟
྾╔ᮦᩱ䠖⎔ቃί໬䠄ᨺᑕᛶ㻯㼟䠅䚸⢓ᅵ௦᭰྾╔ᮦ㻌
≀ᛶⓎ⌧䛾䝯䜹䝙䝈䝮ゎ᫂䛸ไᚚᢏ⾡䛾☜❧㻌
䝫䝸䝬䞊䝘䝜䝁䞁䝫䝆䝑䝖䚸䝁䞊䝔䜱䞁䜾ᮦᩱ䠄䝞䝸䜰⭷䠅㻌
ᕤᴗⓗ㔞⏘ᢏ⾡㻌
䝉䞁䝃䞊䚸ග䜶䝛䝹䜼䞊䝝䞊䝧䝇䝔䜱䞁䜾ᢏ⾡㻌
⏝㏵䛻ᛂ䛨䛯ከゅⓗ䛺〇㐀䝥䝻䝉䝇㛤Ⓨ㻌
国立研究開発法人物質
・材料研究機構㻌
ᅜ❧
❧◊✲㛤Ⓨἲே≀㉁䞉ᮦᩱ◊✲ᶵᵓ㻌
National Institute for Materials Science
㻺㼍㼠㼕㼛㼚㼍㼘㻌㻵㼚㼟㼠㼕㼠㼡㼠㼑㻌㼒㼛㼞㻌㻹㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘㼟㻌㻿㼏㼕㼑㼚㼏㼑㻌
第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
− 58 −
➨15ᅇNIMS䝣䜷䞊䝷䝮
෩ɶᩓൢපѣྵᝋửМဇẲẺἍἻἱἕἁἋ঺࢟ᴾ
Ceramic shaping using electrophoretic phenomenon of colloidal
particles in liquid
◊✲ᢸᙜ㻌
ᢏ⾡⛣㌿㻌
ᡴ㉺㻌 ဴ㑻㻌 ඛ➃ⓗඹ㏻ᢏ⾡㒊㛛㻌 ඛ➃ᮦᩱ䝥䝻䝉䝇䝴䝙䝑䝖㻌
UCHIKOSHI.Tetsuo@nims.go.jp
㕥ᮌ㻌㐩㻌
SUZUKI.Tohru@nims.go.jp
ඛ➃ⓗඹ㏻ᢏ⾡㒊㛛㻌 ඛ➃ᮦᩱ䝥䝻䝉䝇䝴䝙䝑䝖㻌
◊✲㐃ᦠᐊ㻌 ᢏ⾡⛣㌿䝏䞊䝮㻌
Keywords
technology-transfer@nims.go.jp
Electrophoretic deposition,
Colloidal
processing,
Textured microstructure
Keyword1,
keyword2,
keyword3
ᾮ୰䝁䝻䜲䝗⢏Ꮚ䛾㟁ẼὋື⌧㇟䜢฼⏝䛧䚸᭤㠃䜔พฝ䜢ᣢ䛴ᇶᮦ⾲㠃䜈䛾ᆒ୍䛺⢏Ꮚሁ✚⭷
◊✲䛾≺䛔㻌㻌
䛾ᙧᡂ䜔䚸⭷ཌ䛾ไᚚ䛥䜜䛯✚ᒙయ䛾స〇ᢏ⾡䛸䛧䛶ὀ┠䛥䜜䜛㟁ẼὋືሁ✚䠄㻱㻼㻰䠅䚹㻌
ᶵ⬟ᮦᩱ䜔ᵓ㐀ᮦᩱ䛾㧗ḟᵓ㐀యస〇䛻䚸ᖜᗈ䛔㐺⏝䛜ྍ⬟䚹㻌
㻱㻼㻰䝥䝻䝉䝇䛻㐺䛧䛯䝃䝇䝨䞁䝅䝵䞁䛾ㄪ〇䚸㠀ᑟ㟁ᛶᇶᮦୖ䜈䛾⢏Ꮚሁ✚䚸㻰㻯䝟䝹䝇䛻䜘䜛Ỉ
◊✲䛾せⅬ㻌㻌
⣔䝃䝇䝨䞁䝅䝵䞁䛾㟁ゎᢚไ䛺䛹䛾ᢏ⾡䛻䜘䜚䚸ᚑ᮶䛿㐺⏝䛜ᅔ㞴䛰䛳䛯ศ㔝䜈䜒㻱㻼㻰䝥䝻䝉䝇
䛾ᛂ⏝䛜ྍ⬟䚹☢ሙ㓄ྥᢏ⾡䜢䝥䝷䝇䛧䛯ᙉ☢ሙ㻱㻼㻰䛿䚸㓄ྥ⭷䛾᪂つ䛺స〇ἲ䛸䛧䛶䜒᭷ຠ䚹㻌
㻱㻼㻰ἲ
ἲ䛻䜘䜛䝉䝷䝭䝑䜽䝇䛾⭷ᙧᡂ
ᙉ☢
☢ሙ㻱㻼㻰ἲ
ἲ䛻䜘䜛䝉䝷䝭䝑䜽䝇㓄
㓄ྥయ䛾స〇
Schematic of EPD in high magnetic field
Schematic of electrophoresis of charged particles
䞉䝉䝷䝭䝑䜽䝇⾲㠃䜈䛾䝉䝷䝭䝑䜽䝇䝁䞊䝔䜱䞁䜾
䞉Ⰽ⣲ቑឤኴ㝧㟁ụ⏝㓄ྥ䜰䝘䝍䞊䝊⭷䛾స〇
3KRWR&XUUHQW,ȝ$FP2)
200
180
F-plane
parallel to
,72IDFH
160
140
120
100
F-plane
SHUSHQGLFXODU
WR,72IDFH
UDQGRPO\oriented
preferentialorientation of
101) plane
80
60
40
20
0
(a)
(c)
(d)
䞉䜰䝹䝭䝘㓄ྥ✚ᒙ໬䛻䜘䜛ᶵᲔ≉ᛶ䛾ྥୖ
䞉䝃䜲䜰䝻䞁⺯ගయ䛾⭷ᐇ⿦䜈䛾ᛂ⏝
ᛂ⏝ศ㔝䛸ᑗ
ᑗ᮶ᒎ㛤
ᐇ⏝໬䜈䛾ㄢ㢟
㻿㻻㻲㻯䚸ศ㞳⭷䚸⺯ගయ䛺䛹䛾ᶵ⬟ᮦᩱ㻌
䝃䝇䝨䞁䝅䝵䞁䛾᭱㐺໬㻌
ṑෙ䚸ேᕤ㦵䛺䛹䛾⏕యᮦᩱ㻌
⭷ཌไᚚ㻌
㧗ᙉᗘ䚸㧗㠌ᛶ䛺ᵓ㐀ᮦᩱ㻌
஝⇱๭䜜䛾㜵Ṇ㻌
国立研究開発法人物質
・材料研究機構
ᅜ❧
❧◊✲㛤Ⓨἲே≀㉁䞉ᮦᩱ◊✲ᶵᵓ㻌
National
Institute for Materials Science
㻺㼍㼠㼕㼛㼚㼍㼘㻌㻵㼚㼟㼠㼕㼠㼡㼠㼑㻌㼒㼛㼞㻌㻹㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘㼟㻌㻿㼏㼕㼑㼚㼏㼑㻌
− 59 −
第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
材
･料プロセス
Photoluminescent property of sialon phosphors
Fracture behavior of multi-layered alumina composite
with differently-oriented layers fabricated by sequential
EPD in high magnetic field
複合材料
Fabrication of ceramic membrane on porous
ceramic support
(b)
Orientation dependence on photocurrent property
of anatase film prepared on ITO coated glass slide
➨15ᅇNIMS䝣䜷䞊䝷䝮
ἰἽἓϬҲჇᆰ༏ϼྸ໐ửဇẟẺ᪃ૼႎ༏ϼྸ২ᘐᴾ
Advanced Multi-cooling System using New Vacuum Furnace
◊✲ᢸᙜ㻌
┦ㄯ❆ཱྀ㻌
㯮⏣㻌 ⚽἞㻌 ୰᰾ᶵ⬟㒊㛛㻌 ᮦᩱ๰〇䞉ຍᕤ䝇䝔䞊䝅䝵䞁㻌
KURODA.Syuji@nims.go.jp
୰ᮧ㻌 ↷⨾㻌 ୰᰾ᶵ⬟㒊㛛㻌 ᮦᩱ๰〇䞉ຍᕤ䝇䝔䞊䝅䝵䞁㻌
NAKAMURA.Terumi@nims.go.jp
ᮦᩱ๰〇䞉ຍᕤ䝇䝔䞊䝅䝵䞁㻌
engineering@nims.go.jp
Keywords
Keywords
◊✲ᢸᙜ㻌㻌
ᮏே෗┿㻌㻌
◊✲ᢸᙜ㻌㻌
ᮏே෗┿㻌㻌
Heat-treatment,
Cooling rate,
Vacuum furnace
Keyword1, keyword2,
keyword3
◊✲䛾≺䛔㻌㻌
䖃ከ✀ከᵝ䛺ᮦᩱ䛻ᑐ䛧䛶䚸㧗䛷䛾⇕ฎ⌮䛻䛚䛔䛶䜒ᮦᩱ䜢㓟໬䛥䛫䜛䛣䛸䛺䛟䚸኱Ẽ୰䛸㻌㻌㻌㻌㻌㻌㻌
㻌㻌ྠ➼䛾ຍ⇕䞉෭༷䛜ྍ⬟䛺ᢏ⾡䛜ᚲせ୙ྍḞ㻌
䖃୍⯡ⓗ䛺┿✵⇕ฎ⌮⅔䛷䛿ᐇ⌧䛷䛝䛺䛔ᛴ㏿෭༷䜢┠ᣦ䛩㻌
◊✲䛾せⅬ㻌㻌
䖃┿✵䜎䛯䛿୙άᛶ䜺䝇㞺ᅖẼ୰䛻䛚䛔䛶䚸ᵝ䚻䛺෭༷㏿ᗘ䜢ᐇ⌧䛷䛝䜛䝬䝹䝏෭༷ᘧ㻌
㻌㻌┿✵⇕ฎ⌮⅔䜢㛤Ⓨ㻌
䖃䜺䝇ᙉᨩᢾỈ෭ἲ䛻䜘䜛䚸ᮦᩱ䛾㓟໬ᢚไ䛸ᛴ㏿෭༷䜢୧❧䛧䛯㠉᪂ⓗ⇕ฎ⌮ᢏ⾡㻌
䝬䝹䝏෭༷ᘧ┿✵⇕ฎ⌮⅔䛾㛤Ⓨ㻌㻌
㠉᪂ⓗ⇕ฎ⌮ᢏ
ᢏ⾡䜢⏝䛔䛯ᛴ㏿෭༷㻌㻌
䝬䝹䝏෭༷ᘧ┿✵⇕ฎ⌮⅔䛾⇕ฎ⌮᪉ἲ㻌㻌
Sample
┿✵䜎䛯䛿୙άᛶ䜺䝇㞺ᅖẼ䛻䛚䛔䛶ຍᅽỈ䝆䜵䝑䝖෭༷䛻ຍ䛘䚸䜰䝹
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
Max:20䟙
䝂䞁䜺䝇ᄇᑕ䛻䜘䜛ᙉᨩᢾ䛻
䛻䜘䜚䚸
䚸ຍ⇕䝃䞁䝥䝹䛾⾲
⾲㠃䜢
䜢᰾Ἓ㦐≧ែ䛻
Heating
room
Max:1300Υ
䕕90䟚㽢300䟚
ಖᣢ䛧䛯෭༷ᢏ⾡䜢㛤Ⓨ䠄䜺䝇ᙉᨩᢾỈ෭ἲ䠅
Steam film
Water Jet
Shutter
Fall
Gate valve
Cooling
room
Sample
KEY POINT
ຍ⇕䝃䞁䝥䝹⾲㠃䛻
Ⓨ⏕䛩䜛Ỉ⵨Ẽ⭷䜢
◚ቯ䛧䛶䚸᰾Ἓ㦐
≧ែ䜢ಖᣢ
S15C୰ᚰ㒊
Gas
(He, Ar, N2)
S15C
Before WQ
WQ
Vacuum cooling
Water Jet only
Vacuum cooling
Water Jet + Ar gas Jet
Hardness䠄HV䠅
135
367
167
393
Ar gas Jet
Stirring
Sample
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Nucleation boiling
Water Jet
Sample
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Film boiling
Water Jet
+
Ar gas Jet
The multi-cooling system using new vacuum furnace
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Vacuum
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Vacuum
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Advanced multi-cooling system for various materials
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Cooling rate of multi-cooling system
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国立研究開発法人物質
・材料研究機構
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National
Institute for Materials Science
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第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
┿✵1200Υ㽢
㽢30minїᙉᨩᢾỈ෭
− 60 −
事業紹介
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Research Center for Structural Materials (RCSM)
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TSUCHIYA.Koichi@nims.go.jp
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MITARAI.Yoko@nims.go.jp
Structural Materials,
Openkeyword2,
Laboratory,keyword3
National Research Hub
Keyword1,
Keywords
Keywords
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Purpose
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Points
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National Research Hub for Advanced Structural Materials
Research Activities in RCSM and TOPAS
Current Reserach
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Application and Future Development
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National
Institute for Materials Science
− 61 −
第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
構造材料
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High Precision Instrumental Microanalysis of Additional Element B
in Al-Si Weathering Steels
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Keywords
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kawada.satoshi@nims.go.jp
technology-transfer@nims.go.jp
boron, weathering
steel, laserkeyword3
ablation ICP-MS
Keyword1, keyword2,
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(a)
(b)
㻌 Ti-10Mo-3Fe: Slip Deformation
(b)
Ti-10Mo-1Fe/3Fe
㻌Ti-10Mo-1Fe: Twin Deformation
㻌
㻌
㻌
200 Pm
㻌
(a) SEM BEI image after 4% strained and (b) room temperature
behavior of Ti-10Mo-1Fe/3Fe layered structure.
tensile
㻌
(X. Min, S. Emura, F. Meng, G. Mi, K. Tsuchiya, Scripta Materialia 102 (2015) 79–82.)
㻌
(d)
(c)
Ti
㻌Ti-10Mo-3Fe: Slip Deformation
㻌
(a) SEM BEI image and (b) Vickers hardness distribution after
aging of Ti-12Mo. Plane is normal to the rolling direction.
Mo
Fe
Ti-10Mo-1Fe: Twin Deformation
構造材料
20 Pm
(c) Electron channeling contrast image (ECCI) and (d) EPMA
mappings of Ti-10Mo-1Fe/3Fe layered structure after 4% strained.
Effect of swirly distribution of Mo on Charpy absorbed energy of Ti-12Mo.
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国立研究開発法人物質
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National Institute for Materials Science
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第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
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Design criteria for improving low-cycle fatigue lives of high-Mn steels and
their application to development of a new seismic damping alloy
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Keywords
Keywords
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sawaguchi.takahiro@nims.go.jp
technology-transfer@nims.go.jp
Anti-seismic damping,
High-Mn
steel, Long
period ground motion, Martensite
Keyword1,
keyword2,
keyword3
ไ᣺䝎䞁䝟䞊䛿ᆅ㟈䛻䜘䜛ᘓ≀䛾ᦆയ䜢㜵䛠㒊ᮦ䛰䛜䚸ᕧ኱ᆅ㟈䛻䛚䛔䛶䛿㛗࿘ᮇ䞉㛗᫬㛫ᆅ
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㻌
㻌
㻌
㻌Forward transformation
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㻌
㻌
㻌Reverse transformation
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㻌
㻌
Figure 3
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ᑗ᮶ᒎ㛤
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The new alloy damper installed into a high-rise
building (March, 2014)
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国立研究開発法人物質
・材料研究機構㻌
ᅜ❧
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National Institute for Materials Science
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第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
構造材料
Figure 1. (Left) A schematic for reversible forward / reverse
martensitic transformations between Ȗ and İ phases, and
(Right) low-cycle fatigue lives of the new Fe-15Mn-10Cr8Ni-4Si alloy.
➨15ᅇNIMS䝣䜷䞊䝷䝮
ἧỹὊἽἍὊἧᥟỉ᧏ႆᴾ
Development of Fail-Safe Steel
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KIMURA.Yuuji@nims.go.jp
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INOUE.Tadanobu@nims.go.jp
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technology-transfer@nims.go.jp
Keywords
Keywords
◊✲ᢸᙜ㻌㻌
ᮏே෗┿㻌㻌
Steel, Fail-Safe,
Toughness
Keyword1,
keyword2,
keyword3
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upper roll
㛫⁁䝻䞊䝹ຍᕤ
lower roll
90㼻
@500 ºC
(ῶ㠃⋡䠖76%)
111
90㼻
001
Initial
sample
After
1st-pass
Before
2nd-pass
101
After
2nd-pass
Fig.2 Influence of Carbon Content on Inverse
Temperature Dependence of Toughness
✵෭
400
FS
QT
2 mm
Safe Life Design
Fail Safe Design
๭䜜䜢チᐜ䛧䛺䛔
๭䜜䜢ά⏝䛩䜛
FS
300
㉸ᚤ⣽⧄⥔≧⤖ᬗ⢏⤌⧊
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Ultrafine-Grained 0.15%C Steels
(YS:0.28~0.86 GPa)
350
2 mm
250
vE (J)
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
㻌
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䝣䜵䞊䝹䝉䞊䝣㗰䛾ඃ䜜䛯ᶵᲔⓗ≉ᛶ䜢☜ㄆ㻌
400
㻌㻌
350
㻌
300
FS_0.2C
㻌
FS_0.6C
250
㻌
200
㻌
150
䐠
䐟
㻌
100
0.2C
50
㻌
᪤Ꮡ㗰
QT 0.6C
0
㻌
0
100
200
300
400
500
600
Temperature (K)
㻌
200
JIS Carbon and
Low-Alloy Steels
(YS: 0.43~1.13 GPa)
150
100
構造材料
300M Steels
(YS:1.24~1.69 GPa)
50
Fig.1 Development of Fail-Safe Steels with Ultrafine Elongated
Grain Structures through Warm Caliber-Rolling of Tempered
Martensite
0
QT
5
10
15
20
Present Work
0.2C
0.43C
0.6C
25
30
35
YS㽢EL (GPa㽢%)
Fig.3 Strength-Elongation-Toughness Balance in Steels
ᛂ⏝ศ㔝䛸ᑗ
ᑗ᮶ᒎ㛤
ᐇ⏝໬䜈䛾ㄢ㢟
㗰ᮦ䛾䝪䝹䝖䛺䛹䛾㒊ᮦ䜈䛾ᛂ⏝㻌
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ᶵᲔⓗ≉ᛶ䛾᭱㐺໬㻌
ᘓ⠏䞉ᅵᮌ㗰ᵓ㐀ศ㔝䜈䛾ᒎ㛤㻌
௻ᴗ䛸䛾㐃ᦠ䛻䜘䜛㗰ᮦ䛾㔞⏘໬ᢏ⾡㛤Ⓨ㻌
国立研究開発法人物質
・材料研究機構㻌
ᅜ❧
❧◊✲㛤Ⓨἲே≀㉁䞉ᮦᩱ◊✲ᶵᵓ㻌
National Institute for Materials Science
㻺㼍㼠㼕㼛㼚㼍㼘㻌㻵㼚㼟㼠㼕㼠㼡㼠㼑㻌㼒㼛㼞㻌㻹㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘㼟㻌㻿㼏㼕㼑㼚㼏㼑㻌
第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
− 66 −
➨15ᅇNIMS䝣䜷䞊䝷䝮
ᮦᩱ⤌⧊䛾ᩘ್䝅䝭䝳䝺䞊䝅䝵䞁䛻䜘䜛䝞䝹䜽≉ᛶண Prediction of Bulk Properties using Computational Simulations
of Microstructure
◊✲ᢸᙜ
Ώ㑔㻌 ⫱ክ
ᢏ⾡⛣㌿㻌
◊✲㐃ᦠᐊ㻌 ᢏ⾡⛣㌿䝏䞊䝮㻌
Keywords
Keywords
WATANABE.Ikumu@nims.go.jp
ඖ⣲ᡓ␎ᮦᩱ䝉䞁䝍䞊ᵓ㐀ᮦᩱ䝴䝙䝑䝖
technology-transfer@nims.go.jp
Multiscale modeling,Keyword1,
Computational
micromechanics,
keyword2,
keyword3 Finite element method
ᩘ್䝅䝭䝳䝺䞊䝅䝵䞁䜢ά⏝䛧䚸ᚤど䝇䜿䞊䝹䛾୙ᆒ㉁ᛶ䛸䛭䛾ᖹᆒ≉ᛶ䛸䛧䛶Ⓨ⌧䛩䜛䝞䝹䜽≉ᛶ
◊✲䛾≺䛔
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◊✲䛾せⅬ
⤌⧊䛾ᩘ್䝰䝕䝹䜢సᡂ䚸ᚤど䝇䜿䞊䝹䛷䛾ᮦᩱᣲື䜢ホ౯䛩䜛䛸ඹ䛻䝞䝹䜽≉ᛶ䜢ண 䚹᭱㐺
໬ᡭἲ䛸⤌䜏ྜ䜟䛫䜛䛣䛸䛷䚸ᮦᩱ◊✲䞉㛤Ⓨ䜈᝟ሗ䜢䝣䜱䞊䝗䝞䝑䜽䚹
Analysis
Theories
Microstructure
Experimental data
Properties
Atomistic simulations
Synthesis !?
୕ḟඖᮦᩱ⤌⧊ィ䛸䛾㐃ᦠ
᭱㐺䛺ᮦᩱ⤌⧊ᙧែ䛾᥈⣴䛸๰ᡂ
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(a) FIB-SEM image (b) Model
(c) Stress distribution
(a) Optimization result
Modeling and analysis of self-healing ceramics
(collaborated with Dr. T. Osada)
(b) Similar microstructure
Morphology optimization of strong phase
(collaborated with Prof. K. Ameyama)
Ref. I. Watanabe, et al.: Advanced Structured
Materials, Ch.24, pp.541-555, 2015.
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国立研究開発法人物質
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材料研究機構
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National Institute for Materials Science
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第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
構造材料
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Mechanical-Properties Evaluation under Extreme Environments for
Materials Used for Rocket Engines
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Keywords
Keywords
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ONO.Yoshinori@nims.go.jp
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YURI.Tetumi@nims.go.jp
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OGATA.Toshio@nims.go.jp
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technology-transfer@nims.go.jp
Cryogenic Temperatures,
Hydrogen
Embrittlement,
Deformation, Fracture
Keyword1,
keyword2,
keyword3
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ᾮయỈ⣲୰䠆䛷䛿↓䛧䚹
T. Ogata, Evaluation of Hydrogen Embrittlement by Internal HighPressure Hydrogen Environment in Specimen, J. Japan Inst. Metals,
vol. 72 (2008), pp.125-131.
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Fig.3 Stress-strain curves of Ti-6Al-4V ELI
alloy forging obtained at 300 K in gaseous
hydrogen and gaseous helium.
Fig.1 Stress-strain curves of Ti-6Al-4V ELI
alloy forging obtained at 20 K in liquid
hydrogen (LH2) and gaseous helium (GHe).
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構造材料
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Fig.2 S-N diagrams of Ti-6Al-4V ELI alloy
forging obtained at 20 K in liquid hydrogen
(LH2) and gaseous helium (GHe).
Fig.4 Fracture surface, microstructure and
results of TDS analyses of tested-samples.
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国立研究開発法人物質
・材料研究機構㻌
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National Institute for Materials Science
㻺㼍㼠㼕㼛㼚㼍㼘㻌㻵㼚㼟㼠㼕㼠㼡㼠㼑㻌㼒㼛㼞㻌㻹㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘㼟㻌㻿㼏㼕㼑㼚㼏㼑㻌
第 15 回 NIMS フォーラム (2015.10.7)
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➨15ᅇNIMS䝣䜷䞊䝷䝮
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Predictions for Gigacycle Fatigue Strength of High-Strength Steel
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FURUYA.Yoshiyuki@nims.go.jp
⎔ቃ䞉䜶䝛䝹䜼䞊ᮦᩱ㒊㛛㻌ᮦᩱಙ㢗ᛶホ౯䝴䝙䝑䝖㻌
Keywords
Keywords
technology-transfer@nims.go.jp
Gigacycle fatigue,
Internalkeyword2,
crack growth,
Fracture mechanics
Keyword1,
keyword3
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1000
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900
Surface-type : dashed mark
Fish-eye-type : non-dashed mark
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݀ܰ
800
700
2
2
3
600
500 30Hz
100Hz Rotating bending
600Hz Servohydraulic, axial
20KHz Ultrasonic, axial
400
105
106
107
ⴭ䛧䛟ప䛔⑂ປᙉᗘ䜢ண 䟿
108
109
1010
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国立研究開発法人物質
・材料研究機構㻌
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National Institute for Materials Science
㻺㼍㼠㼕㼛㼚㼍㼘㻌㻵㼚㼟㼠㼕㼠㼡㼠㼑㻌㼒㼛㼞㻌㻹㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘㼟㻌㻿㼏㼕㼑㼚㼏㼑㻌
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構造材料
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技術移転関連のお問い合わせ先
担当部署名　外部連携部門　研究連携室
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国立研究開発法人　物質・材料研究機構
企画部門　広報室
〒 305-0047 茨城県つくば市千現 1-2-1（千現地区）
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http://www.nims.go.jp/nimsforum/

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