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北海道大学 電子科学研究所 光電子ナノ材料研究分野 西井研究室

Japanese

研究内容RESEARCH

西井研究室の概要

私たちの研究室には、真空成膜、フォトリソグラフィー、エッチング、電圧印加ナノインプリントなど、様々な先端プロセスが備わっています。また、イオンやプロトン注入・高温・高圧処理を用た無機材料物質の新機能発現、材料特性の向上を目指しています。

(1)高プロトン伝導性を示すリン酸塩ガラスの開発

中温型燃料電池の電解質として、プロトン伝導性リン酸塩ガラスが注目されています。リン酸塩ガラスへの大量のプロトン導入によって、0.002 S/cmのプロトン伝導度を500時間以上維持することに成功しました。今後更に高い伝導度を示し、耐久性の高い材料の開発を目指しています。

(2)超低光損失を示すシリカガラスの開発

情報通信用光ファイバの伝送損失の低減は社会課題です。これに対し、従来とは全くことなる高温高圧を用いた手法でファイバのコア材のシリカガラスを処理すると、損失が大きく減少することがわかりました。そこでこの損失低減のメカニズムを明らかにし、更なる損失低減を可能にするガラスの開発を行っています。

(3)固体電気化学を利用した新規材料の合成

固体電気化学を利用した新規材料の合成手法の開発に取り組んでいます。固相合成により高温高電圧下においても溶媒の蒸発や電気分解が起こりにくく、液相プロセスでは実現し得ない特殊な合成環境を作り出すことができます。電極で生成するプロトン(H+)を注入して固体電解質のカチオンを抜き出し、合成に利用するという特殊な方法を利用しています。


研究概要

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1. プロトン伝導性リン酸塩ガラスの開発

2. 超低光損失シリカガラスの開発

3. 熱力学的準安定物質の合成

4. 光機能の発現
・ナノインプリント法による光学素子の開発
・プラズモン光学素子の開発
・電圧印加による低温インプリント

5. イオンの制御
・コロナ放電処理によるガラスの表面特性制御
・パラジウム触媒電極を用いたアルカリ−プロトン置換

6. 電子スピンの制御
・強磁性トンネル接合における磁気インピーダンス特性
・強磁性ナノスケール接合の作製とその構造・電気伝導・磁気特性
・パルスレーザー照射した磁性合金材料の表面内部構造・磁気特性


北海道大学
電子科学研究所
光電子ナノ材料研究分野
西井研究室

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北海道大学 電子科学研究所
光電子ナノ材料研究分野