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幾何学的手法に基づくランダム粒界構造の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K06420
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 金属物性・材料
研究機関東北大学

研究代表者

井上 和俊  東北大学, 材料科学高等研究所, 助教 (60743036)

研究分担者 斎藤 光浩  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 客員共同研究員 (00510546)
王 中長  東北大学, 材料科学高等研究所, 准教授 (20510548)
連携研究者 幾原 雄一  東京大学, 工学系研究科総合研究機構, 教授 (70192474)
小谷 元子  東北大学, 大学院理学研究科, 教授 (50230024)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード傾角粒界 / バイクリスタル / 構造ユニット / 転位
研究成果の概要

対称傾角粒界の構造と有理数の一対一対応を用いて粒界最安定構造を系統的に解析した. また, 傾角粒界に存在する階層構造をファレイ数列によって記述した. これにより, 指数の大きな傾角粒界であってもファレイ数列を用いることで構造ユニットの配列を精度よく推定することが出来る. このとき, 転位間隔は原子の離散性を反映して準周期の一部を実現する. 参照構造は粒界エネルギーだけでは決定することができず, 現状としては実験および理論計算により適切に特定しなければならない. 今後, 参照構造の決定条件および粒界最安定原子構造を決定する根源的な理論の構築が望まれる.

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 4件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 9件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 8件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Multiphase nanodomains in a strained BaTiO3 film on a GdScO3 substrate2018

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Shunsuke、Inoue Kazutoshi、Kato Takeharu、Ikuhara Yuichi、Yamamoto Takahisa
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 123 号: 6 ページ: 064102-064102

    • DOI

      10.1063/1.5012545

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Direct Determination of Atomic Structure and Magnetic Coupling of Magnetite Twin Boundaries2018

    • 著者名/発表者名
      Chunlin Chen, Hongping Li, Takehito Seki, Deqiang Yin, Gabriel Sanchez-Santolino, Kazutoshi Inoue, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 12 号: 3 ページ: 2662-2668

    • DOI

      10.1021/acsnano.7b08802

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Atomic-Scale Origin of the Quasi-One-Dimensional Metallic Conductivity in Strontium Niobates with Perovskite-Related Layered Structures2017

    • 著者名/発表者名
      Chen Chunlin、Yin Deqiang、Inoue Kazutoshi、Lichtenberg Frank、Ma Xiuliang、Ikuhara Yuichi、Bednorz Johannes Georg
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 11 号: 12 ページ: 12519-12525

    • DOI

      10.1021/acsnano.7b06619

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 整数論的手法による粒界原子構造予測2017

    • 著者名/発表者名
      井上和俊、斎藤光浩、小谷元子、幾原雄一
    • 雑誌名

      まてりあ

      巻: 56 号: 10 ページ: 589-596

    • DOI

      10.2320/materia.56.589

    • NAID

      130006109914

    • ISSN
      1340-2625, 1884-5843
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structure of Tilt Grain Boundaries from Mathematical Perspective2017

    • 著者名/発表者名
      Kazutoshi Inoue, Motoko Kotani, Yuichi Ikuhara
    • 雑誌名

      九州大学マス・フォア・インダストリ研究所レクチャーノート

      巻: 77 ページ: 89-100

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structure of <110>-tilt boundaries in cubic zirconia2017

    • 著者名/発表者名
      Kazutoshi Inoue, Bin Feng, Naoya Shibata, Motoko Kotani, Yuichi Ikuhara
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science

      巻: 52 号: 8 ページ: 4278-4287

    • DOI

      10.1007/s10853-016-0682-1

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mathematical analysis and STEM observations of arrangement of structural units in < 001 > symmetrical tilt grain boundaries2016

    • 著者名/発表者名
      Kazutoshi Inoue, Mitsuhiro Saito, Chunlin Chen, Motoko Kotani, Yuichi Ikuhara
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: 65 号: 6 ページ: 479-487

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfw034

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 数理的手法による電子顕微鏡像の解析と構造予測2016

    • 著者名/発表者名
      井上和俊, 斎藤光浩, 陳春林, 小谷元子, 幾原雄一
    • 雑誌名

      まてりあ

      巻: 55 号: 12 ページ: 582-582

    • DOI

      10.2320/materia.55.582

    • NAID

      130005170220

    • ISSN
      1340-2625, 1884-5843
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Interfacial Atomic Structure of Twisted Few-Layer Graphene2016

    • 著者名/発表者名
      R. Ishikawa, N. Lugg, K. Inoue, H. Sawada, T. Taniguchi, N. Shibata, Y. Ikuhara
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 21273-21273

    • DOI

      10.1038/srep21273

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The Decomposition Formula of &lang;001&rang; Symmetrical Tilt Grain Boundaries2015

    • 著者名/発表者名
      K. Inoue, M. Saito, Z. C. Wang, M. Kotani, Y. Ikuhara
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 56 号: 12 ページ: 1945-1952

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2015277

    • NAID

      130005110139

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] On the Periodicity of &lang;001&rang; Symmetrical Tilt Grain Boundaries2015

    • 著者名/発表者名
      K. Inoue, M. Saito, Z. C. Wang, M. Kotani, Y. Ikuhara
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 56 号: 3 ページ: 281-287

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2014394

    • NAID

      130004825278

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 整数論的手法による粒界原子構造予測2018

    • 著者名/発表者名
      井上和俊, 小谷元子, 幾原雄一
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会(千葉)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 粒界構造ユニットモデル再考2018

    • 著者名/発表者名
      井上和俊, 斎藤光浩, 小谷元子, 幾原雄一
    • 学会等名
      日本金属学会春期講演大会(千葉工業大学)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Grain boundary characterization by combining atom-resolved STEM and Mathematics2018

    • 著者名/発表者名
      Kazutoshi Inoue, Mitsuhiro Saito, Chunlin Chen, Motoko Kotani, Yuichi Ikuhara
    • 学会等名
      Kick-off Symposium for World Leading Research Centers(仙台)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structures of Grain Boundaries and Atomic-scale Observation2017

    • 著者名/発表者名
      K. Inoue, M. Saito, C.L. Chen, M. Kotani, Y. Ikuhara
    • 学会等名
      AIMR International Symposium 2017
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2017-02-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structure of Tilt Grain Boundaries from Mathematical Perspective2017

    • 著者名/発表者名
      Kazutoshi Inoue, Motoko Kotani, Yuichi Ikuhara
    • 学会等名
      Mathematics in Interface, Dislocation and Structure of Crystals(福岡)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 粒界構造ユニットにおける選択的偏析現象2017

    • 著者名/発表者名
      井上和俊, 尹徳強, 斎藤光浩, 小谷元子, 幾原雄一
    • 学会等名
      日本金属学会秋期講演大会(北海道大学)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 粒界幾何学と原子分解能STEM観察2017

    • 著者名/発表者名
      井上和俊, 斎藤光浩, 王中長, 小谷元子, 幾原雄一
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第73回学術講演会(札幌)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Selective segregation at grain-boundary structural units in MgO2017

    • 著者名/発表者名
      井上和俊, 尹徳強, 斎藤光浩, 陳春林, 小谷元子, 幾原雄一
    • 学会等名
      物性研スパコン共同利用・CCMS合同研究会(東京大学)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 対称傾角粒界の数理とSTEM観察2017

    • 著者名/発表者名
      井上 和俊, 盧 智英, 小谷 元子, 幾原 雄一
    • 学会等名
      日本金属学会2017年春期講演大会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mathematical Analysis and STEM observations of Symmetrical Tilt Grain Boundaries2016

    • 著者名/発表者名
      K. Inoue, M. Saito, M. Kotani, Y. Ikuhara
    • 学会等名
      XV International Conference on Intergranular and Interphase Boundaries in Materials (iib2016)
    • 発表場所
      National University of Science and Technology MISiS, Moscow, Russia
    • 年月日
      2016-05-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mathematical Analysis and STEM observations of Symmetrical Tilt Grain Boundaries2016

    • 著者名/発表者名
      K. Inoue, M. Saito, C.L. Chen, M. Kotani, Y. Ikuhara
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Advanced Microscopy and Theoretical Calculations (AMTC5)
    • 発表場所
      ウインクあいち
    • 年月日
      2016-05-11
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structure of Symmetrical Tilt Grain Boundaries2016

    • 著者名/発表者名
      K. Inoue, M. Saito, M. Kotani, Y. Ikuhara
    • 学会等名
      A3 mini-Workshop on Soft Matter
    • 発表場所
      北京(中国)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Mathematical Structure of Symmetrical Tilt Grain Boundaries2016

    • 著者名/発表者名
      K. Inoue, M. Saito, M. Kotani, Y. Ikuhara
    • 学会等名
      The AIMR International Symposium 2016
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-02-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] イットリア安定化ジルコニア粒界構造の数学的予測とSTEM観察2016

    • 著者名/発表者名
      井上和俊, Feng Bin, 柴田直哉, 小谷元子, 幾原雄一
    • 学会等名
      日本金属学会2016年秋期講演大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 粒界幾何学と原子分解能STEM観察2016

    • 著者名/発表者名
      井上和俊, 斎藤光浩, 陳春林, 小谷元子, 幾原雄一
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第72回学術講演会
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Structure of Grain Boundaries in Ceramic Materials from Mathematical Perspective2016

    • 著者名/発表者名
      K. Inoue, B. Feng, N. Shibata, M. Kotani and Y. Ikuhara
    • 学会等名
      Russia-Japan Workshop on Advanced Materials
    • 発表場所
      メルパルク京都
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Grain Boundary Geometry and STEM Observations2016

    • 著者名/発表者名
      K. Inoue, M. Saito, C.L. Chen, M. Kotani, Y. Ikuhara
    • 学会等名
      23rd International Symposium on Metastable, Amorphous and Nanostructured Materials (ISMANAM2016)
    • 発表場所
      奈良春日野国際フォーラム
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 対称傾角粒界の分解則について2015

    • 著者名/発表者名
      井上和俊, 斎藤光浩, 王中長, 小谷元子, 幾原雄一
    • 学会等名
      日本金属学会秋期講演大会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2015-09-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 対称傾角粒界のHRTEM観察と分解公式について2015

    • 著者名/発表者名
      井上和俊, 斎藤光浩, 王中長, 小谷元子, 幾原雄一
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第71回学術講演会
    • 発表場所
      京都国際会館(京都府・京都市)
    • 年月日
      2015-05-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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