量子物性科学研究室

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• 研究内容
• 最近の学生による国際会議発表
• 最近の学生による国内学会発
• 最近の論文発表
• 主な研究設備
• 主な共同研究

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研究室紹介記事（外部サイト）

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研究内容

量子論を用いた固体の諸物性に関する基礎的研究を中心に行っています． 特に，原子レベルでの欠陥や添加元素が固体の諸物性に与える影響について， 実験的ならびに計算科学的手法を用いた研究を行っています． 試料の合成に始まり，結晶構造解析，電子状態分析，シンクロトロン放射光を用いた分析にも取り組み， 第一原理計算を用いた解析も行っています．

最近のトピックス

• 室温強磁性希薄磁性体の合成と強磁性発現機構の解明
• 強相関電子系酸化物における特異な物性出現機構の解明
• アップコンバージョン型蛍光体における発光機構の解明
• 有機無機ハイブリッド太陽電池の宇宙応用に向けた耐放射線評価
• バイオセラミックスの合成とその擬似生体内における骨成長の解析
• 燃料電池電解質中におけるイオン伝導機構解析
• 第一原理計算による絶縁破壊電解の推定
• X線照射による帯電機構の解明
• 透明導電体の合成と評価
• 光触媒材料の合成と評価
• GPGPUを用いた数値シミュレーションの高速化




シンクロトロン放射光施設（分子科学研究所UVSOR）での実験風景

Keyword
量子物性，X線分光，惑星科学，シンクロトロン放射光，第一原理計算，強相関電子系，燃料電池，マルチフェロイック物質，誘電体，希薄磁性体，バイオセラミクス，超伝導，透明導電体，超高圧物性，蛍光体，太陽電池，熱電材料，フォトクロミック物質

最近の学生による国際会議発表

2nd ISCMBS(2015年9月，名古屋大学)で発表した学生たち．

NANOMATA2014(2014年10月，Hanoi, Vietnam)にて現地学生と一緒に．

List of Presentations

1. Y. Nishiyama and T. Yamamoto, Change in Electronic Structure of Ga Doped ZnO due to F codoping, The 4th International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems, September 2015, Nagoya, Japan
2. M. Moriya, Y. Amano, K. Umeda, D. Kobayashi, H. Nohira, T. Yamamoto and K. Hirose, Evaluation of Dielectric Constant Deduced from Relaxation Energy at SiO₂/Si interfaces, The 4th International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems, September 2015, Nagoya, Japan
3. J. Uchida and T. Yamamoto, Local Environment Analysis of Fe Ions in BaZrO3, The 4th International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems, September 2015, Nagoya, Japan
4. W. Maeki and T. Yamamoto, First-Principles Calculations of Elastic Properties of Al Incorporated Hydrous MgSiO3, The 4th International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems, September 2015, Nagoya, Japan
5. T. Itokawa, Y. Saito and T. Yamamoto, Electronic Structure Analysis of 3d Transition Metal Doped SrTiO3, The 4th International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems, September 2015, Nagoya, Japan
6. K. Matsumoto, Y. Saito and T. Yamamoto, Characterization of Electronic Structure of Sb-Doped SnO2, The 4th International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems, September 2015, Nagoya, Japan
7. A. Kamata and T. Yamamoto, Crystal Structure Analysis of Rare-Earth Incorporated BaBiO3, The 4th International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems, September 2015, Nagoya, Japan
8. K. Masuda and T. Yamamoto, Charge Compensation Mechanisms in RE1-xSrxCoO3 (RE = La, Pr, Nd) , The 4th International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems, September 2015, Nagoya, Japan
9. Y. Osada and T. Yamamoto, Crystal Structure Analysis of Fe Doped LaMO3 (M = Al, Ga, In) , The 4th International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems, September 2015, Nagoya, Japan
10. K. Motoki, Y. Miyazawa, D. Kobayashi, M. Ikegami, T. Miyasaka, T. Yamamoto and K. Hirose, Change in Electronic Structure of CH3NH3PbI3-xClx perovskite due to X-ray Irradiation, The 4th International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems, September 2015, Nagoya, Japan
11. K. Masuda, T. Yoshioka and T. Yamamoto, Electronic Structure Analysis of RE1-xSrxCoO3 (RE = La, Pr, Nd) by Co-L3 X-ray Absorption spectra, 2nd International Symposium on Frontier in Materials Science, November 2015, Tokyo, Japan
12. A. Kamata and T. Yamamoto, Necessary Condition to form Double-Perovskite Structured BaBiO3 by Rare-Earth Doping, 2nd International Symposium on Frontier in Materials Science, November 2015, Tokyo, Japan
13. Y. Osada and T. Yamamoto, Valence state analysis of Fe ions in LaM1-xFexO3 (M = Al, Ga, In) , 2nd International Symposium on Frontier in Materials Science, November 2015, Tokyo, Japan
14. T. Murai, K. Mori, D. Yamada, H. Murata and T. Yamamoto, Substitution Mechanism of Mn ions in CaTiO3, 2nd International Symposium on Frontier in Materials Science, November 2015, Tokyo, Japan
15. K. Meguro and T. Yamamoto, Substitution mechanism of Eu ions in Sr2SnO4, International Symposium on Nano-Materials, Technology and Applications, October 2014, Hanoi, Vietnam
16. J. Kase and T. Yamamoto, Local environment analysis of Fe ions in BaMgSiO4, International Symposium on Nano-Materials, Technology and Applications, October 2014, Hanoi, Vietnam
17. K. Tarui, T. Oomori and T. Yamamoto, Local environment analysis of Co in CeO2, International Symposium on Nano-Materials, Technology and Applications, October 2014, Hanoi, Vietnam

最近の学生による国内学会発表

1. 元木 啓介，宮澤 優，小林 大輔，池上 和志，宮坂 力，山本 知之，廣瀬 和之， 有機無機ペロブスカイト太陽電池に対するX線照射効果の評価，応用物理学会秋季学術講演会，2015年9月，名古屋大学
2. 増田晃一，山本知之，Mg添加RECoO3(RE = La、Pr)におけるMgの局所環境解析， 第18回XAFS討論会，2015年7月，高エネルギー加速器研究機構
3. 松本恭平，山本知之，齊藤良行，SnO2系透明導電性酸化物の電子状態に及ぼす添加元素の影響， 日本金属学会秋季講演大会，2015年9月，九州大学
4. 糸川卓志，山本知之，齊藤良行，3d遷移金属を添加したSrTiO3の電子状態解析， 日本金属学会秋季講演大会，2015年9月，九州大学
5. 平田誠，山本知之，Electronic structure analysis of Sb, La and Nb-doped BaSnO3， 第25回日本MRS年次大会，2015年12月，横浜市開港記念会館
6. 村井智哉，山本知之，Local Environment Analysis of Mn Ions in CaTiO3 ，第25回日本MRS年次大会，2015年12月，横浜市開港記念会館
7. 鎌田暁久，山本知之，Relationship between Valence State of Doped Rare-Earth Ions and Crystal Structure of BaBiO3，第25回日本MRS年次大会，2015年12月，横浜市開港記念会館
8. 増田晃一，山本知之，Electronic structure analysis of alkaline-earth-doped RECoO3 (RE = La, Pr, Nd)，第25回日本MRS年次大会，2015年12月，横浜市開港記念会館
9. 長田豊，山本知之，Crystal structure analysis of LaM1-xFexO3(M = Ga, Al, In)， 第25回日本MRS年次大会，2015年12月，横浜市開港記念会館
10. 西山洋子，山本知之，Influence of F codoping on the electrical conductivity and transparency of Ga doped ZnO，第25回日本MRS年次大会，2015年12月，横浜市開港記念会館
11. 森谷真帆，天野裕士，小林大輔，山本知之，廣瀬和之，SiO2/Si 界面の緩和エネルギーから 推定した誘電率の評価，応用物理学会秋季学術講演会，2014年9月，北海道大学
12. 若尾周一郎，廣瀬和之，小林大輔，山本知之，分子軌道法を用いて求めた回復率の検討， 応用物理学会秋季学術講演会，2014年9月，北海道大学
13. 森健太郎，村田秀信，山本知之，CaTiO3中におけるMnの局所環境解析，第17回XAFS討論会，2014年9月，徳島大学
14. 目黒和音, 山本知之，無機フォトクロミック物質Sr2SnO4:EuにおけるEuの固溶機構， 第17回XAFS討論会，2014年9月，徳島大学
15. 加瀬絢也，山本知之，無機フォトクロミック物質BaMgSiO4:FeにおけるFeの局所環境解析， 第17回XAFS討論会，2014年9月，徳島大学
16. 森谷 真帆，小林 大輔，山本 知之，廣瀬 和之，XANESから推定したSiO2/Si海面の物性評価， 応用物理学会春季学術講演会，2015年3月，東海大学

最近の論文発表

1. Existence of a polycrystal filled with an arbitrary finite number of self-similar crystals
   J. Phys. Soc. Jpn. 85, 045001 (2016)
2. Local environment analysis of Na ions in beta-tricalcium phosphate by X-ray absorption near-edge structure measurements and first-principles calculations
   Mater. Trans. 56, 1457-1460 (2015)
3. In situ measurements of work function of indium tin oxide after UV/ozone treatment
   Mater. Trans. 56, 1445-1447 (2015)
4. Quantum chemical study of the 1:1 complex between ferrocene and zinc porphyrin, a building-block of charge-transfer molecular materials
   Mater. Trans. 56, 1425-1427 (2015)
5. Substitution mechanism of Mn and Fe ions in Bi₄Ti₃O₁₂
   IEEE Trans. Mag. 50, 2502306 (2014)
6. In Situ measurements of the desorption of water from a TiO2 surface under dry air by collecting the photoemission yield with an open counter
   Annl. Sci. 30, 575-579 (2014)
7. Local environment of silicon in cubic boron nitride
   J. Appl. Phys. 114, 23502(2013)
8. Electronic structure analysis of Mn- and Fe-codoped In2O3 by photoemission yield measurements
   Physica B 407, 4485 (2012)
9. Determination of valence state of Mn ions in Pr1-xAxMnO3-d(A = Ca, Sr) by Mn-L3 X-ray absorption near-edge structure analysis
   J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 185, 129 (2012)

主な研究設備

• 電気炉（ボックス型×3，管状炉×2）
　 　


• マグネトロンスパッタ装置
　


• ドラフト
　


• 粉末X線回折装置(XRD)
　


• X線光電子分光装置(XPS)
　


• 紫外可視分光光度計(UV-Vis)
　


• 蛍光分光光度計(PL)
　


• 並列計算機


主な共同研究

• 廣瀬　和之　先生（宇宙科学研究所/JAXA）：SiO2/Si界面，絶縁破壊，太陽電池
• 河鰭　一彦　先生（関西学院大学）：バイオセラミックス
• ピキエリ　ファビオ　先生（東北大学）：有機無機ハイブリッド材料
• 関根　あき子　先生（東京工業大学）：分子性結晶
• 宮坂　力　先生（桐蔭横浜大学）：有機無機ハイブリッド太陽電池
• 池上　和志　先生（桐蔭横浜大学）：有機無機ハイブリッド太陽電池
• 岡島　敏浩　先生（九州シンクロトロン光センター）：X線吸収端近傍微細構造測定，第一原理計算
• 村田　秀信　先生（横浜市立大学）：第一原理計算
• 吉岡　剛志　先生（帝京平成大学）：応用数理科学
• Prof. Kholmirzo T. KHOLMURODOV, JINR, Russia: MD simulation for functional materials
• Prof. Mikhail G. BRIK, Tartu Univ., Estonia: Optical materials
• Prof. Nam-Nhat HOANG, VNU-NET, Vietnam: Functional materials
• Prof. Hai-Chau NGUYEN, VNU-NET, Vietnam: Informatics simulations