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山内 尚雄

客員教授(現・ヘルシンキ工科大学 教授)
山内 尚雄
(2009年 3月31日 退職)
所属領域
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メールアドレスyamauchi@msl.titech.ac.jp
専門分野材料科学, 応用物性・結晶工学, 電子相関機能材料, 超伝導酸化物
研究キーワード強相関遷移金属酸化物,高温超伝導材料,酸素貯蔵材料,磁気抵抗材料,ダブル・ペロブスカイト,超伝導酸化物,電子相関機能材料,熱電変換材料,ハーフメタル
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柔軟な化学組成をもつ新規超機能性材料の開拓

 
 

 偏極スピン伝導電子をもつ「ハーフメタル」や、液化天然ガス温度で使える高温超伝導体、産業廃熱温度で高効率に働く熱電変換材料など、従来のシリコンなどの材料では得られない「超機能」を示す遷移金属酸化物が、近未来産業の基盤材料として注目されている。このような酸化物では「強い電子相関効果」や「化学組成の柔軟さ」が特徴的で、多彩な機能を発現する舞台が内蔵されている。当研究室では、遷移金属酸化物の柔軟性を開拓し、超高圧法などの様々な合成手法を独創的に組み合わせることにより新物質を創製し、付随する新規機能の探究を行っている。

 最近、我々は、 (1) 4重螢石型層を含む新規高温超伝導体: (Cu,Mo)Sr2(Ce,)4 Cu2Oyの創製や、 (2) 巨大熱起電力を示し熱電変換応用が期待される新「ミスフィット層状酸化物」 [Sr2O2-w]0.5 CoO2 の合成、 (3) 低温で大量の酸素を可逆に吸収・放出する革新的材料 YBaCo4O7+d ( d = 0 ~ 1.5) の発見など、新規機能性材料の開拓研究において成果をあげてきた。このように、柔軟な化学組成をもつ遷移金属酸化物は、近未来産業が必要とする様々な機能性材料のボナンザである。


層状酸化物 YBaCo4O7+d の TG 曲線
空気中及び酸素気流中において, 
200 ~ 400 ℃ の温度範囲で 酸素吸収
による大きな重量増加が見られる
 
    教授:山内 尚雄
助教:本橋 輝樹
   
 

新規「ミスフィット」層状酸化物 :
[Sr2O2-w]0.5 CoO2 の
高分解能電子顕微鏡

 As fundamental materials for near-future industry, a great deal of attention has been paid to transition-metal oxides exhibiting “super”-functions including half-metallicity due to 100% spin-polarized conduction electrons, high- T csuperconductivity at the liquefied natural-gas temperature and thermoelectricity utilizing high-temperature industrial waste heat. Note that none of these are realized with conventional materials such as silicon. The super-functional oxides are featured with strongly-correlated electrons and also with flexibility in the chemical composition, forming a ground for a variety of fantastic properties. To search for novel functions, we have been engaged with research of transition metals, expanding their chemical flexibility and synthesizing new materials through unconventional combinations of synthesis techniques including high-pressure method.

 In recent years, we designed and successfully synthesized (1) novel high-Tc superconductors, (Cu,Mo)Sr2(Ce,Y)4 Cu2Oy, containing a quadruple-fluorite-layered block, (2) the simplest thermoelectric misfit-layered cobalt-oxide, [Sr2O2-w]0.5 CoO2 , (3) a reversible oxygen absorption/desorption material, YBaCo4O7+d ( d = 0 ~ 1.5), etc. Thus we have been catching waves of their unconventional properties.

 
   

Professor: Hisao Yamauchi
Assistant Professor: Teruki Motohashi


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