パンフレット - 科学技術振興機構

元 素 戦 略 を 基 軸 とする
物 質 ・ 材 料 の
革 新 的 機 能 の 創 出
平 成 22 年 度 採 択
革 新 的 環 境 改 善 材 料 としての 導 電 性
ダイヤモンドの 機 能 開 発
栄 長 泰 明
有 機 材 料 を 用 いた
次 世 代 強 誘 電 物 質 科 学 の 創 成
堀 内 佐 智 雄
慶 應 義 塾 大 学 理 工 学 部 教 授 ( 独 ) 産 業 技 術 総 合 研 究 所 フレキシブルエ
レクトロニクス 研 究 センター チーム 長
戦 略 目 標
レアメタルフリー 材 料 の 実 用 化 及 び 超
高 保 磁 力 ・ 超 高 靱 性 等 の 新 規 目 的 機 能
を 目 指 した 原 子 配 列 制 御 等 のナノス
ケール 物 質 構 造 制 御 技 術 による 物 質 ・
材 料 の 革 新 的 機 能 の 創 出
本 研 究 では、レアメタルフリーである 炭
素 材 料 「 導 電 性 ダイヤモンド」に 着 目
し、 環 境 問 題 を 解 決 する 次 世 代 の 革
新 的 環 境 改 善 材 料 としての 機 能 開 発 、
機 能 解 明 からデバイス 創 製 までを 目 指
します。 材 料 の 界 面 物 性 を 含 む 基 礎 物 性 ・ 極 限 性 能 を
明 らかにするとともに「 環 境 汚 染 物 質 センシング」「 高 効
率 水 処 理 ・ 汚 水 浄 化 」「 高 効 率 CO2 還 元 」などの 環 境
改 善 デバイス 創 製 を 行 い、 次 世 代 グリーンイノベーショ
ン 推 進 に 広 く 貢 献 できる 技 術 を 確 立 します。
有 毒 な 鉛 や 希 少 金 属 を 含 まない 強 誘
電 体 の 開 発 は、 元 素 戦 略 上 の 最 重
点 課 題 でありながら、 解 決 の 見 通 しは
いまだ 得 られていません。 本 研 究 では、
有 機 材 料 による 強 誘 電 体 のパラダイ
ムシフト 実 現 を 目 指 し、 研 究 代 表 者 らが 近 年 見 出 したC、
H、O、N 元 素 からなる 有 機 強 誘 電 体 を 基 盤 に、 分 子 系
特 有 の 強 誘 電 性 発 現 機 構 の 微 視 的 解 明 と、 耐 久 性 ・
動 作 性 向 上 ・ 薄 膜 化 ・ 印 刷 化 を 目 指 した 新 物 質 ・プロセ
ス 開 発 を 推 進 し、 次 世 代 強 誘 電 物 質 科 学 の 創 成 を 図 り
ます。
研 究 総 括
玉 尾 皓 平
本 研 究 領 域 は、 持 続 可 能 な 社 会 の 構 築 のため
に 解 決 すべき 資 源 ・エネルギー・ 環 境 問 題 に 元 素
戦 略 を 共 通 概 念 とする 物 質 科 学 ・ 物 性 科 学 の 観
点 から 取 り 組 み、 既 存 の 延 長 線 上 にない 物 質 ・ 材
料 の 革 新 的 機 能 の 創 出 を 目 指 します。
具 体 的 には、「 物 質 の 特 性 ・ 機 能 を 決 める 特 定
元 素 の 役 割 を 理 解 し 有 効 活 用 する」という 元 素 戦
略 コンセプトの 下 、 物 質 構 造 、 界 面 、 電 子 相 関 など
の 様 々な 機 能 発 現 に 共 通 する 問 題 点 を 多 角 的 ・
系 統 的 に 解 明 ・ 理 解 し、それらを 制 御 することによ
り、 物 質 ・ 材 料 の 革 新 的 な 特 性 や 機 能 の 創 出 に 向
けた 研 究 開 発 に 取 り 組 みます。 多 様 な 元 素 の 特
性 に 着 目 して「 電 子 状 態 」「 原 子 配 列 」「 分 子 構
造 」 等 の 微 視 的 な 観 点 から 目 的 機 能 を 如 何 に 発
現 させるかを 検 討 すると 共 に、 計 測 技 術 や 計 算 科
学 も 活 用 しつつ 構 造 ・ 機 能 ・ 反 応 をデザインし、 多
様 な 課 題 解 決 に 向 けた 物 質 ・ 材 料 の 革 新 的 機 能
の 創 出 を 目 指 します。 物 理 、 化 学 、 工 学 、 材 料 科 学
といった 分 野 の 垣 根 にとらわれない 異 分 野 融 合 を
強 く 意 識 した 大 胆 かつチャレンジングな 研 究 を 推 進
します。
領 域 アドバイザー
( 独 ) 理 化 学 研 究 所 基 幹 研 究 所
所 長 /グリーン 未 来 物 質 創 成
研 究 領 域 領 域 長
島 川 祐 一
射 場 英 紀 トヨタ 自 動 車 ( 株 ) 電 池 研 究 部 部 長
潮 田 浩 作 新 日 鐵 住 金 ( 株 ) 技 術 開 発 本 部 フェロー
岡 田 益 男 八 戸 工 業 高 等 専 門 学 校 校 長
高 尾 正 敏 大 阪 大 学 大 型 教 育 研 究 プロジェクト 支 援 室
特 任 教 授 /シニア・リサーチ・アドミニストレーター
田 島 節 子 大 阪 大 学 大 学 院 理 学 研 究 科 教 授
徳 永 雅 亮 明 治 大 学 理 工 学 部 兼 任 講 師
中 村 栄 一 東 京 大 学 大 学 院 理 学 系 研 究 科 教 授
(~H23.9まで)
中 山 智 弘 文 部 科 学 省 ナノテクノロジー・ 材 料 を 中 心 とした
融 合 新 興 分 野 研 究 開 発 プログラム
プログラムオフィサー/( 独 ) 科 学 技 術 振 興 機 構
研 究 開 発 戦 略 センター エキスパート
細 野 秀 雄 東 京 工 業 大 学 フロンティア 研 究 センター/
応 用 セラミックス 研 究 所 教 授
前 川 禎 通 ( 独 ) 日 本 原 子 力 研 究 開 発 機 構
先 端 基 礎 研 究 センター センター 長
三 澤 弘 明 北 海 道 大 学 電 子 科 学 研 究 所 所 長 ・ 教 授
村 井 眞 二 奈 良 先 端 科 学 技 術 大 学 院 大 学 理 事 ・ 副 学 長
村 上 正 紀 立 命 館 大 学 グローバルイノベーション 機 構
副 総 長
森 初 果 東 京 大 学 物 性 研 究 所 教 授
異 常 原 子 価 および 特 異 配 位 構 造 を
有 する 新 物 質 の 探 索 と 新 機 能 の 探 求
本 研 究 では、 高 度 情 報 化 社 会 を 支 え、
未 来 へ 向 けた 持 続 可 能 な 社 会 の 構
築 に 向 けて、 電 子 デバイス 材 料 のみな
らず、 資 源 ・エネルギー・ 環 境 問 題 の 解
決 に 寄 与 する 新 しい 機 能 特 性 を 示 す
材 料 の 開 発 を 中 心 とした 物 質 創 製 研 究 を 推 進 します。
特 に、ユニークな 物 質 合 成 手 法 を 駆 使 することにより、あ
りふれた3d 遷 移 金 属 元 素 を 中 心 に、 異 常 原 子 価 状 態
と 特 異 な 配 位 構 造 をもつ 新 物 質 の「ものづくり」による
革 新 的 機 能 の 開 拓 を 目 指 した「 元 素 戦 略 」 研 究 を 展 開
します。
結 晶 構 造 制 御 によるFe 基 新 規 磁 性
化 合 物 の 探 索
杉 本
諭
本 研 究 では、Fe、Coなどの 遷 移 金 属
基 材 料 を 中 心 に、 高 い 結 晶 磁 気 異 方
性 を 有 した 新 規 磁 性 材 料 の 探 索 を 行
い、 永 久 磁 石 材 料 へ 応 用 することによ
り、レアアース 使 用 量 削 減 を 目 指 しま
す。その 目 的 達 成 のために、「 基 板 制 御 などによる 薄 膜
技 術 」「 元 素 置 換 または 侵 入 型 原 子 の 導 入 または 複 合
化 などの 微 粒 子 ・ 粉 末 技 術 」「 超 高 圧 技 術 」などの 材 料
科 学 的 手 法 、および 計 算 科 学 を 連 携 させた 研 究 を 推 進
します。
軽 元 素 戦 略 に 基 づく 鉄 鋼 材 料 の
マルチスケール 設 計 原 理 の 創 出
古 原
忠
軽 元 素 は 微 量 添 加 でも 鉄 鋼 材 料 の 著
しい 機 能 向 上 あるいは 機 能 劣 化 をも
たらすことが 知 られています。 本 研 究
では、 最 先 端 実 験 解 析 と 計 算 材 料 科
学 を 駆 使 して、 社 会 を 支 える 最 重 要 金
属 材 料 である 鉄 のナノ 構 造 と 軽 元 素 との 相 互 作 用 を 解
明 します。 軽 元 素 や 他 の 合 金 元 素 の 機 能 の 本 質 的 理
解 に 基 づいて、 力 学 特 性 制 御 のブレークスルーにつな
がるナノ-メゾ-ミクロにわたるマルチスケールでの 材
料 設 計 原 理 を 体 系 化 し、 限 りなくレアメタルフリーで 優 れ
た 機 能 をもつ 鉄 鋼 材 料 の 創 製 を 目 指 します。
平 成 23 年 度 採 択
元 素 間 融 合 を 基 軸 とする
新 機 能 性 物 質 ・ 材 料 の 開 発
北 川
京 都 大 学 化 学 研 究 所 教 授 京 都 大 学 大 学 院 理 学 研 究 科 教 授
宏
本 研 究 では、バルク 状 態 では 相 分 離
する 多 数 の 金 属 元 素 の 組 み 合 わせを
原 子 レベルで 固 溶 化 させること ( 元
素 間 融 合 )で、 多 くの 新 しい 物 質 を 創
成 すると 共 に、 元 素 間 融 合 による 革
新 的 な 材 料 の 開 発 を 行 います。この 元 素 間 融 合 を 戦 略
基 軸 として、 非 平 衡 合 成 、ナノサイズ 化 、 水 素 プロセスな
どの 手 法 により、 天 然 では 固 溶 しない 金 属 元 素 同 士 を
混 和 させ、 新 型 触 媒 、 新 物 質 、 新 材 料 の 探 索 を 徹 底 的
に 行 います。
有 機 合 成 用 鉄 触 媒 の 高 機 能 化
永 島 英 夫
東 北 大 学 大 学 院 工 学 研 究 科 教 授 九 州 大 学 先 導 物 質 化 学 研 究 所 教 授
医 農 薬 や 機 能 性 樹 脂 のような 化 学 製
品 の 合 成 ・ 製 造 プロセスでは、 触 媒 と
してレアメタルが 多 用 されていますが、
今 後 は、 鉄 に 代 表 される、 環 境 に 優 し
く、 資 源 量 が 豊 富 で 安 価 な 金 属 で 代
替 し、さらには、それらを 完 全 回 収 再 利
用 するプロセスが 求 められます。 本 研 究 は、「 配 位 子 場
制 御 」や「 媒 体 反 応 駆 動 」という 触 媒 開 発 、プロセス 開
発 に 係 わる 新 しい 二 つの 考 え 方 に 基 づいた 触 媒 系 基
礎 科 学 を 確 立 することを 目 指 します。さらに、 活 性 、 選 択
性 、 分 離 回 収 再 利 用 性 に 優 れた 鉄 触 媒 完 全 回 収 系 を
元 素 科 学 とプロセス 化 学 の 融 合 により 実 現 します。
軽 元 素 を 活 用 した 機 能 性 電 子 材 料 の
創 出
長 谷 川 哲 也
東 北 大 学 金 属 材 料 研 究 所 教 授 東 京 大 学 大 学 院 理 学 系 研 究 科 教 授
本 研 究 では、B、C、N、Fといった 軽 元
素 を 有 効 に 用 いることで、 酸 化 物 材 料
の 結 晶 構 造 やバンド 構 造 を 制 御 し、 希
少 元 素 や 毒 性 元 素 を 使 わない 革 新
的 電 子 材 料 の 創 出 を 目 指 します。ここ
では、 単 なる 元 素 代 替 にとどまらず、 従 来 材 料 にはない
新 機 能 を 付 け 加 えることで、 戦 略 的 な 元 素 代 替 を 促 しま
す。 具 体 的 には、 仕 事 関 数 や 屈 折 率 を 制 御 した 脱 In 系
透 明 導 電 体 、Pbや 希 土 類 元 素 を 使 わない 可 視 光 応 答
強 誘 電 体 ( 光 電 変 換 材 料 ) 等 の 開 発 を 行 います。
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