TANAKA KATSUHISA LAB / 田中勝久研究室

京都大学大学院工学研究科材料化学専攻 応用固体化学研究室

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Professor/教授 Katsuhisa Tanaka/田中 勝久

Assistant professor/助教 Shunsuke Murai/村井 俊介

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東野君(D3)の公聴会が行われました(2月22日)。4回生か[…]

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2024年2月22日 0

修論発表会

材料化学専攻 令和5年度修士課程修了予定者論文発表会(2月2[…]

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2024年2月21日 0

OB visit

研究室OBの松井大起さん(2020年修士了、現住友電工)が就[…]

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2024年2月21日 0

Research Target/研究概要

Exploring the physical properties of inorganic solids, oxides and metals in which strongly correlated electron-based oxides generated by coupling of charge, spin, orbitals and quasi-particles of de-localized electron systems play important roles. /電荷、スピン、軌道のカップリングによって生じる強相関電子系の酸化物や、非局在電子系の準粒子が重要な役割を担う金属や窒化物を中心に、無機固体の物性を明らかにして、新しい機能材料を開拓することを目指しています 研究キーワード:無機材料化学、マルチフェロイクス、プラズモニクス、準安定相、電子誘電体、ミストCVD、ナノアンテナ、メタ光学、ナノインプリント、微細加工、ナノ冶金プロセス

Magnetic & Dielectric Oxide & Semiconductor/ 酸化物磁性体 & 誘電体 & 半導体:

固体中の電子の電荷やスピンが起源となって現れる巨視的な物性は、基礎科学(固体化学、固体物理学)の観点からきわめて興味深いのみならず、エレクトロニクスやフォトニクスといった産業や日常生活と直接結び付く工学の視点からも重要です。特に金属酸化物固体は金属原子と酸素原子が基本的にはイオン結合で結び付いているものの、元素によっては共有結合性が化学結合に寄与し、また、とりわけ遷移元素であれば多種類の酸化状態が可能となるため、固体の物性は多様なものとなります。ここに金属酸化物の電子物性の面白さがあります。 We are researching a new oxide dielectric called electronic dielectric. The oxide represented by the composition formula of RFe2O4 (R is a rare earth) has a structure in which two layers in which iron ions form a triangular lattice are stacked along the c-axis, and iron ions are equal in Fe3+ and Fe2+. Frustration occurs in both charge and spin because there are only a few, and interesting phenomena related to charge-order and disorder transitions and magnetic transitions can be seen. We are growing single crystals of this substance and elucidating basic physical properties./電子誘電体と呼ばれる新しい酸化物誘電体について研究を行っている。RFe2O4(Rは希土類)の組成式で表される酸化物は、鉄イオンが三角格子を形成する層2枚がc軸に沿って積層した構造を持っており、鉄イオンはFe3+とFe2+が等しい数だけ存在するため電荷とスピンの両方にフラストレーションが生じて、電荷の秩序・無秩序転移や磁気転移などに関連した興味深い現象が見られる。この物質の単結晶の育成と基礎物性の解明を行っている。 We are also focusing on the synthesis of new oxide semiconductors and magnetic materials using mist chemical vapor deposition. This is a method of forming a mist of raw materials and depositing them on a substrate to obtain a thin oxide film, and it is possible to form crystals with a metastable structure that cannot be obtained using conventional methods. In addition to searching for synthesis conditions, structural analysis, and physical property measurements for high-quality epitaxial thin films, we also manufacture and evaluate the performance of devices such as diodes and transistors. / ミスト化学気相成長法を用いた新規酸化物半導体・磁性体の合成にも注力しています。これは原料を霧(=ミスト)にして基板上に堆積させ酸化物薄膜を得る方法で、従来の手法では得られない準安定構造の結晶が成膜できます。私たちは、高品質なエピタキシャル薄膜の合成条件の探索と構造解析および物性測定に加えて、ダイオードやトランジスターなどのデバイスの作製と性能の評価も行っています。 Related articles Electric DielectricsMist CVD

Plasmonics & Nanoantenna/プラズモニクス & ナノアンテナ: The bright red color of stained glass and faceted glass is due to the coloration of tens of nanometer gold particles dispersed in the glass. At this time, light energy is concentrated around the nanoparticles, and a resonance state of light and electrons called “surface plasmon” is realized. If this state is used properly, it will become clear that it will become a new technique for collecting, confining, and emitting light, and the field of science called surface plasmon = plasmonics was born. In our laboratory, we are using nanofabrication technology to create a structure (= nanoantenna) in which nanoparticles are arranged periodically, and we are studying its properties and applications. The nanoantenna has a property of strongly confining light in the antenna plane and emitting it in a specific direction. When combined with a light emitting material, the light emission intensity can be increased by one digit or more, and the light emission can be directed. In our laboratory, we are conducting world-leading research toward the application of nano antenna light sources and lighting./ステンドグラスや切子グラスの鮮やかな赤色、これはガラス中に分散した数十ナノメートルの金粒子の呈色によるものである。この時、ナノ粒子の周りに光のエネルギーが集中し、“表面プラズモン”と呼ばれる光と電子の共鳴状態が実現している。この状態を上手に使うと、光を集め、閉込め、放つための新たな技術となることが明らかになり、表面プラズモンの科学=プラズモニクスと呼ばれる学問分野が生まれた。当研究室では、ナノ加工技術を用いてナノ粒子を周期的に並べた構造(=ナノアンテナ)を作り、その性質と応用について研究している。ナノアンテナは、光をアンテナ平面内に強く閉じ込め、特定の方向へ放つ性質があり、発光材料と組み合わせると、発光強度を1桁以上高めたり、発光に指向性を持たせることができる。当研究室では、ナノアンテナの光源や照明応用に向けて、世界を先導する研究を行っている

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