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アモルファス

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1: 2018/12/16(日) 14:41:57.21 ID:CAP_USER
東北大学と東京大学のグループは、これまでにみつかっていない構造をした固体を発見した。ある方向から見ると原子は結晶のように規則正しく並んでいるが、別の方向から見るとバラバラだった。新しい材料開発につながる成果だという。

固体ではダイヤモンドのように原子が周期的に規則正しく並ぶ「結晶」と、ガラスのようにランダムに並ぶ「アモルファス」、周期的ではないが規則正しく並んだ「準結晶」の3つの状態が知られている。今回観察した固体はどれにも属さず、幾原雄一東北大教授は「第4の固体だ」と唱えている。

続きはソースで

関連link
東北大ら,周期性とランダム性を持つ新原子構造を発見
http://www.optronics-media.com/news/
新構造「第4の固体」発見 東北大と東大、特異な物質
https://r.nikkei.com/article/DGKKZO38943270U8A211C1MY1000

日本経済新聞
https://www.nikkei.com/article/DGXMZO38763280Q8A211C1000000/
ダウンロード (2)


引用元: 東北大・東大、周期性とランダム性を持つ新原子構造の「第4の固体」発見 結晶の境目に新構造[12/11]

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1: 2017/07/11(火) 00:59:50.84 ID:CAP_USER
荒井聡
[2017/07/10]
水は私たちにとってもっとも身近な物質の1つだが、「固体より液体のほうが密度が高くなる」「4℃以下で負の膨張率をもつ(冷やせば冷やすほど膨らむ)」など、他の物質にはあまりみられない変わった性質を数多くもっていることでも知られる。このため水の物性に関する研究は今でも活発に続けられている。

ストックホルム大学をはじめとする国際研究チームはこのほど、従来「アモルファス氷」と呼ばれていた特殊な状態の氷が、固体ではなく、実際には液体であることを確認したと発表した。アモルファス氷には低密度と高密度の2つの種類があるため、極低温では液体の水が2種類存在していたことになる。研究論文は、米国科学アカデミー紀要(PNAS)に掲載された。


(画像)
極低温下の液体の水は2種類あることが確認された(出所:ストックホルム大学)

水分子が規則的に配列した氷の結晶とは異なり、秩序が乱れた乱雑な構造をもった氷が存在することは以前から知られていた。こうした乱雑な氷は、ガラスにみられるアモルファス構造と似ているため、「アモルファス氷」と呼ばれてきた。

アモルファス氷は日常生活(地球上の自然環境中)ではほとんどみられないが、宇宙空間などでは普通に存在する水の状態であるとされる。液体の水を急速冷却すると、結晶化する時間もないうちに水分子の動きが固まるためアモルファス氷が生成される。あるいは、気相蒸着法を用いたり、氷の結晶に圧力をかけてアモルファス化するといった方法によっても、アモルファス氷を実験的に生成することができる。

続きはソースで

http://news.mynavi.jp/news/2017/07/10/135/
※本記事は掲載時点の情報であり、最新のものとは異なる場合があります。予めご了承ください。
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引用元: 【氷】 急速冷凍して作った氷、液体だったことが判明 - ストックホルム大など[07/10] [無断転載禁止]©2ch.net

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1: 2016/10/08(土) 10:29:33.74 ID:CAP_USER
福島大、インクジェット印刷技術を応用して、極薄の曲げられる太陽電池の開発に成功 | 再生可能エネルギー | スマートグリッドフォーラム
http://sgforum.impress.co.jp/news/3447
http://sgforum.impress.co.jp/sites/default/files/images/news/news3447_pic_1.png
インクジェット印刷で精密に電極の形を描いて、新聞紙より薄い曲げられる結晶シリコン太陽電池を作製
http://www.fukushima-u.ac.jp/press/H28/pdf/94-04.pdf


2016年10月5日、福島大共生システム理工学類の野毛宏特任教授は、自身の研究チームが厚さ53ミクロンの太陽電池の開発に成功したと発表した。新聞紙(約60ミクロン)よりも薄くなったことで、太陽電池が安価になること、パネルの重量が軽くなること、曲げて使うことができるといったことが期待できる。

今回開発に成功した太陽電池は単一のシリコン結晶からなる層にアモルファスシリコンの層を接合させた「ヘテロ接合シリコン太陽電池」。パナソニックが「HIT」の名称で製品化しているものと同じ構造のものだ。

この種類の太陽電池は元々発電効率が高く、2014年にパナソニックが25.6%、カネカが26.3%という記録を達成している。今回の研究は、発電効率が高いヘテロ接合シリコン太陽電池を薄くすることで低価格化につなげたいという考えから始まった。

最近のヘテロ接合シリコン太陽電池は電極を裏面に作り、表面の太陽光を受ける部分の面積を広くしてより多くの太陽光を受けられる作りにになっている。今回開発に成功した太陽電池も裏面電極型だが、実現には障害があった。

一般的な製品の場合、裏面に電極を作るには半導体製造で利用するフォトリソグラフィ技術を使う。

続きはソースで

ダウンロード (3)

引用元: 【エネルギー技術】インクジェット印刷で精密に電極の形を描いて、新聞紙より薄い曲げられる結晶シリコン太陽電池を作製 [無断転載禁止]©2ch.net

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1: 2016/05/17(火) 12:00:27.38 ID:CAP_USER
東北大学(東北大)は5月16日、アモルファス一酸化シリコン(SiO)の構造解明に成功したと発表した。

同成果は、東北大 原子分子材料科学高等研究機構 平田秋彦准教授、陳明偉教授、物質・材料研究機構 小原真司主幹研究員、日産アークデバイス機能解析部 今井英人部長 研究グループ、科学技術振興機構および高輝度光科学研究センターらの研究グループによるもので、5月13日付の英国科学誌「Nature Communications」に掲載された。

SiOは、星間分子として宇宙に多量に存在することが知られている物質で、固化すると黒あるいは茶色のアモルファス固体となる。アモルファスSiOは、次世代電気自動車に搭載する高容量リチウムイオン二次電池の電極材料としても注目されている。その構造については、これまで下記のような3つの仮説が提案されてきているが、原子の並び方が乱れ、複雑に入り組んだナノスケール構造を持っていることから、その全貌の解明は極めて困難となっていた。

アモルファスSiOが均一構造であるという説(Siの隣が常に2つのSiと2つのO)SiとSiO2の混合物であるという不均一説(Siの隣が4つのSiである構造と4つのOである構造の混合物)不均一な混合物ではあるが、SiとSiO2以外の構造も含んでいるという説今回、同研究グループは、「オングストロームビーム電子回折」により得た、電子顕微鏡像で識別可能なアモルファスSiO中の2種類のナノスケール領域と、その境界からの電子線強度をそれぞれ平均して得たプロファイルと、「放射光高エネルギーX線散乱」により得た定量性の高い広い領域からの平均構造の両方を満たすような不均一構造モデルを、スーパーコンピューターを用いた計算機シミュレーションによって構築した。

続きはソースで

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※画像はイメージで本文と関係ありません

http://news.mynavi.jp/news/2016/05/17/102/

得られた信頼性の高い構造モデルの中で見つかった原子環境の種類とその割合。アモルファスSiOには5種類のSiの原子環境が存在することがわかる。Si-4SiはアモルファスSi、Si-4OはアモルファスSiO2中に見られる原子環境であり、ほかの3種類はそれらの境界に存在する
http://news.mynavi.jp/photo/news/2016/05/17/102/images/001l.jpg

引用元: 東北大など、アモルファスSiOの構造解明 - 5種類のSiの原子環境が存在©2ch.net

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1: 2016/04/11(月) 18:10:05.13 ID:CAP_USER.net
産総研:アモルファス材料などの不規則な原子配列を表現する数理的手法を創出
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2016/pr20160411/pr20160411.html


ポイント

•多面体や多面体の並び方を短くて分かりやすい数列で表す理論を創出
• 簡潔な構造表現によりアモルファス材料設計の高度化に貢献
• 材料科学の基盤強化だけでなく、数学やデータ科学などの異分野への応用にも期待


概要

 国立研究開発法人 産業技術総合研究所【理事長 中鉢 良治】(以下「産総研」という)機能材料コンピュテーショナルデザイン研究センター【研究センター長 浅井 美博】物性機能数理設計手法開発チーム 西尾 憲吾 主任研究員、同研究センター 宮崎 剛英 副研究センター長は、アモルファス材料などの不規則な原子の並び方を簡単に表記できる数理的手法を開発した。

 材料の機能を原子レベルで理解するためには、材料を構成する原子の配列を簡潔に表現する手法が必要である。特に、人間が原子の配列パターンを直感的に理解できて、意味のある情報を容易に読み取れる表現法が求められている。しかし、アモルファス材料は原子が不規則に並んでいるため、原子配列を表現することは難しい。不規則原子配列を表現する手法の一つにボロノイ多面体法がある。この方法では、原子をボロノイ多面体に置き換え、ボロノイ多面体が空間を埋め尽くすモデル(これは「ボロノイ多面体によるタイリング」と呼ばれている)として原子配列を表現する。その際の多面体の配列パターンを数列で表現できれば、対応する原子配列を表現したことになり、アモルファス材料などを計算機で取り扱いやすくなるが、これまでそのような手法はなかった。また、孤立した1個の多面体を数列で表現する方法はすでに幾つか提案されているが、異なる多面体が同じ数列をとる、数列の桁数が多いなどの問題があった。

 今回、「多面体は多角形というパーツの組み合わせで構成されて、多面体タイリングは多面体から構成されている」点に着目して、多面体や多面体タイリングを簡潔な数列で表現できる理論を創出した。

 本理論の詳細は、2016年4月11日に英国科学雑誌Scientific Reportsでオンライン公開される。

続きはソースで

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引用元: 【計算科学/材料科学】アモルファス材料などの不規則な原子配列を表現する数理的手法を創出 多面体に隠されていた規則を発見

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1: 伊勢うどんφ ★ 2014/02/13(木) 23:33:30.23 ID:???

近畿大学は2月3日、スロベニア・リュブリャナ大学との共同研究により、結晶でも非晶質(アモルファス)物質でもない第3の状態として知られる、「準結晶」を形成する仕組みを発見したと発表した。

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成果は、近畿大 理工学部理学科 物理学コースの堂寺知成 教授、大城辰也氏(2011年同・大学理工学部理学科物理学コース卒業)、リュブリャナ大学シュテファン研究所のプリモシュ・ジハール博士らの国際共同研究チームによるもの。
研究の詳細な内容は、2月3日付けで英科学誌「Nature」に掲載された。

準結晶は、2011年にイスラエル工科大学のダニエル・シェヒトマン氏が「準結晶の発見」でノーベル化学賞を受賞したことにより、その存在を広く知られることになった第3の状態である。

固体の結晶形成については、例えばビリヤード台にぎっしり玉を並べると、玉の中心は正3角形や正6角形に並ぶことが知られている(画像1)。
そこで研究チームは今回、ビリヤード玉のような硬い玉を芯としてその周りに柔らかいスポンジの皮をつけたような物質を並べるとどのようになるか、数値シミュレーションを用いて調査を行った。

すると、皮の厚さや玉の密度が一定の条件を満たす時に、正10、12、18、24角形の対称性を持つ準結晶の様相が現れたのである(画像2・3)。
この結果により、これまでその存在のみが証明されていた準結晶が、どのような条件において形成されるかが明らかになったというわけだ。

今回の成果により、粒子の芯(コア)と皮(シェル)の厚さの比率、ならびにコア-シェル型粒子の密度をコントロールすることで、準結晶を自由自在に形成する可能性が示された形である。

準結晶構造は「フォトニックバンドギャップ」と呼ばれる、一定の周波数の光が存在できない領域を持ちやすいことが知られていた。
分子には「自己組織化」と呼ばれる、自ら秩序を持つ構造を作る性質があるが、この性質と組み合わせることによって、将来的には太陽電池や光回路、バイオセンサなどの開発に利用されることが期待されるとしている。

マイナビニュース 2/4
http://news.mynavi.jp/news/2014/02/04/073/index.html

近畿大プレスリリース
http://www.kindai.ac.jp/topics/2014/02/-3.html

NATURE
Mosaic two-lengthscale quasicrystals
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature12938.html



結晶でも非晶質でもない第3の状態、「準結晶」ができる仕組みを発見/近畿大などの続きを読む
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