2012年研究カタログ
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■ 研究担当:加藤一実/三村憲一 ■ 先進製造プロセス研究部門 テーラードリキッド集積研究グループ■ 連携担当:飯田康夫 誘電・蓄電デバイスの高性能小型化に向けた単結晶ナノキューブのボトムアップ技術開発研究のポイント研究のねらい研究内容連携可能な技術・知財 ●ナノメーターサイズの単結晶(ナノクリスタル)の形態制御と集積 ●従来の粉末原料・成形技術を大幅に改革した新たなセラミック部材 ●単結晶粒の配向接合と界面の任意配置による機能発現と特性の向上 数nmから約10nmの単結晶粒子はナノクリスタルとして定義され、特異な挙動を示すことが明らかになっています。最近では「非伝統的」結晶化機構として理解が進み、ナノ科学、結晶化学の観点から基礎的研究が進められています。 一方、個々のナノクリスタルの形と集合挙動に対する理解は未だ十分でありません。ナノクリスタルの晶癖に基づいた形状・形態の制御と、形状の対称性を活用した秩序的な配列構造の形成は、大きなスケールへボトムアップすることを可能にし、ナノクリスタル自体と界面の性質を利用した新規なデバイスの創生が期待されます。 水酸化バリウム、水溶性チタン錯体、界面活性剤などを含む水溶液の水熱反応により、チタン酸バリウムナノキューブを合成しました(図1)。反応条件を最適化することにより、形状およびサイズの分布が狭いナノキューブを合成することが可能になりました。個々のナノキューブは六個の{100}面で囲まれた一辺約15nmのチタン酸バリウム単結晶であることが確かめられました。このナノキューブは非極性溶媒に容易に分散し、毛管現象を利用することにより、数10μmサイズのナノキューブ秩序配列体を形成することができました(図2)。●単結晶ナノキューブの合成・配列に関する技術●プローブ顕微鏡を用いた微細構造体の圧電特性の評価● 特許出願情報2011-055550 (2011/03/14)「チタン酸バリウムナノ結晶の製造方法」、2011-055551(2011/03/14)「ナノ結晶の配列方法、ナノ結晶膜の作製方法…」他謝辞: 本研究の一部は、「ナノクリスタルセラミックス」コンソーシアム共同研究、JST先端的低炭素化技術開発事業(ALCA)の支援の下で実施されました。図1 水熱法で合成したチタン酸バリウム単結晶ナノキューブの透過電子顕微鏡写真図2 大面積に秩序配列したチタン酸バリウム単結晶ナノキューブの透過電子顕微鏡写真● 研究拠点中部センター283ナノテクノロジー・材料・製造分野第6会場N-26N-26

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