【プレスリリース】最大性能の巨大負熱膨張物質を開発

－ 材料組織観察の結果を用いた物質設計 －

要点

  • 最大の体積減少を示す負熱膨張物質を開発
  • コヒーレント放射光と電子顕微鏡による材料組織観察に基づ いて 物質 を 設計
  • 光通信や半導体分野で利用される熱膨張抑制材としての活用を期待

概要

　東京工業大学 科学技術創成研究院 フロンティア材料研究所の西久保匠、酒井雄樹両特定助教（神奈川県立産業技術総合研究所常勤研究員）、東正樹教授、量子科学技術研究開発機構の綿貫徹放射光科学研究センター長、大阪公立大学の森茂生教授らの研究グループは、昇温することでこれまでで最大の9.3％の体積収縮を示す巨大負熱膨張物質を開発した。

　負熱膨張物質は、光通信や半導体製造装置などの構造材で、精密な位置決めを妨げる熱膨張を 相殺 （キャンセル）できる。体積の大きい低温相と小さい高温相が空間的に混在しながら共存する様子を 初 めて観測し、その結果に基づいて体積収縮を最大化する化学組成を決定した。

　研究成果は 1月18日に 米国化学会誌｢Chemistry of Materials｣のオンライン版に掲載された。

　研究グループには、東京工業大学の今井孝大学院生 （研究当時 、 高輝度光科学研究センターの水牧仁一朗主幹研究員、河口彰吾主幹研究員、量子科学技術研究開発機構の押目典宏研究員、島田歩派遣職員、菅原健人技術員、 大和田謙二グループリーダー 、 町田晃彦上席研究員、東レリサーチセンターの久留島康輔研究員、早稲田大学の溝川貴司教授が参画した。

付記

　本研究の一部は、神奈川県立産業技術総合研究所・有望シーズ展開事業｢次世代機能性酸化物材料プロジェクト｣（リーダー：東正樹 東京工業大学 教授）、日本学術振興会・科学研究費補助金・基盤研究S｢革新的負熱膨張材料を用いた熱膨張制御｣（代表：東正樹 東京工業大学 教授）、特別推進研究「光と物質の一体的量子動力学が生み出す新しい光誘起協同現象物質開拓への挑戦」（代表：腰原伸也 東京工業大学 教授）、科学技術振興機構J ST 戦略的創造研究推進事業CREST「非晶質前駆体を用いた高機能性ペロブスカイト関連化合物の開発」（代表：東正樹 東京工業大学 教授）の助成を受けて行った。

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