Kyushu University / Hata Laboratory

Advanced materials / Practical nanostructural analysis

先端的物質・材料の研究開発を支える実践的ナノ構造解析

材料の特性は、組成や結晶構造だけでなく、欠陥、界面、析出物、相分離、元素偏析などのナノ構造によって大きく左右されます。当研究室では、鉄鋼材料、超伝導材料、形状記憶合金、ガラス、熱電材料、セラミックス、薄膜材料など、多様な先端材料を対象に、TEM/STEM、EDS/EELS、電子回折、三次元解析を組み合わせた実践的なナノ構造解析を行っています。

3D Characterization STEM-ACOM SRO / Nanoclusters Advanced Materials

研究のポイント

材料ごとに最適な解析を設計

観察対象の性質を理解したうえで、STEM像、分光、回折、三次元解析を適切に組み合わせます。

共同研究を通じた課題解決

大学、企業、研究機関との共同研究により、材料開発上の具体的な課題に対して電子顕微鏡解析で貢献します。

構造と特性の関係を明らかにする

強度、超伝導特性、熱物性、相変態、結晶化挙動などを、ナノ構造の観点から理解することを目指します。

関連論文・関連情報

本テーマに関連する主な論文・関連情報を以下に示します。

A. Kalbekov et al., "Transformation behaviors and Microstructure Modifications in Hydrogen-Charged Ti–Ni Shape Memory Alloy", Shape Memory and Superelasticity (2024).（Ti-Ni形状記憶合金の相変態に及ぼす水素の影響。西田稔名誉教授、赤嶺助教らとの共同研究）
Z. Guo et al., "Planar defects and strain distributions in polycrystalline BaFe2As2 superconductors synthesized by mechanochemical methods", Acta Materialia, 266, 119648 (2024).（東京農工大学　山本明保先生、東北大学大学（現九州大学）嶋田雄介先生らとの共同研究。Ba122超伝導体に導入された多量の面状欠陥）
T. Kajihara et al., "Effect of ZrSnO4 solid solution on the crystallization behavior of Li2O-Al2O3-SiO2 glasses", International Journal of Applied Glass Science, 15(1), 31–43 (2024).（AGCとの共同研究。LAS系ガラスの結晶化過程）
H. Akamine, A. Kaobekov, T. Higashizono, M. Matsuda, S. Hata, M. Nishida, "Hydrogen-induced phase with martensitic-like characteristics in Ti–Ni shape memory alloys", Journal of Alloys and Compounds, 965, 171470 (2023).（西田稔名誉教授、赤嶺助教、熊本大学松田光弘准教授らとの共同研究。水素チャージしたTi-Ni合金に形成された新たな結晶相の解析）
T. Kajihara, K. Akatsuka, H. Hijiya, S. Yoshida, A. Mitsuta, H. Gao, S. Fujino, S. Hata, "Effect of small additions of Li2O on phase separation and crystallization of barium-silicate glasses", Journal of the Americal Ceramic Society, 106(7), 4181–4191 (2023).（AGCとの共同研究。Li2Oの微量添加で顕著な結晶化を示すバリウムシリケート系ガラスの微細構造解析）
K. Iida, J. Hanisch, S. Hata, A. Yamamoto, "recent progress on epitaxial growth of Fe-based superconducting thin films", Superconductor Science and Technology, 36, 063001 (2023).（JST-CRESTにおける鉄系超伝導体薄膜に関するレビュー論文）
S. Hata, D. Fukuda, H. Saito, Y. Shimada, Z. Guo, A. Matsumoto, H. Nakashima, H. Kitaguchi, "Microstructure and Its Heat Treatment Process of Thin Films Fabricated by Alternate Sputtering of (Bi,Pb)2Sr2CaCu2Ox and Pb–Ca–Cu–O Targets on SrTiO3 Substrates", IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 33(5), 7500705 (2023).（NIMSとの共同研究。Bi2223薄膜成長の微視的プロセスの観察）
Harini Sosiati, Ardhia Revarti, Ardi Surya, Satoshi Hata, Preparation and characterization of non-woven nanofibrous membranes of chitosan and poly(ethylene oxide) in a high ethanol concentration, Journal of Southwest Jiaotong University, 57(1), 168-180 (2022).（インドネシア　ムハマディア大学ジョグジャカルタ校との共同研究）
Kazumasa Iida, Dongyi Qin, Chiara Tarantini, Takafumi Hatano, Chao Wang, Zimeng Guo, Hongye Gao, Hikaru Saito, Satoshi Hata, Michio Naito and Akiyasu Yamamoto, Approaching the ultimate superconducting properties of (Ba,K)Fe2As2 by naturally formed low-angle grain boundary networks, NPG Asia Materials, 13, Article number: 68 (2021).（小角粒界のナノスケール高密度導入により世界最高水準の臨界電流特性を実現した(Ba,K)Fe2As2超伝導薄膜。小角粒界ナノ組織の解析で貢献。学外との共同研究）
Rauf Khan, Michitaka Ohtaki, Satoshi Hata, Koji Miyazaki and Reiji Hattori, Thermal Conductivity of Nano-Crystallized Indium-Gallium-Zinc Oxide Thin Films Determined by Differential Three-Omega Method, Nanomaterials, 11(6) 1547 (2021).（IGZO薄膜の熱電特性とナノ結晶化に関する研究。博士課程　Rauf Khan　氏の成果。学内共同研究）
Makoto Kosaka, Kohsaku Ushioda, Toshihiko Teshima, Minoru Nishida and Satoshi Hata, Three-dimensional Quantitative Evaluation of the Lamellar Curvature in Pearlitic Steel Based on an Orientation Analysis of Cementite, ISIJ International, 4(9), 9938-9944 (2021).（パーライトにおけるセメンタイトの曲線形状の三次元解析。社会人博士課程　小坂　誠　氏の成果。企業との共同研究）
Zimeng Guo, Hongye Gao, Keisuke Kondo, Takafumi Hatano, Kazumasa Iida, Jens Hänisch, Hiroshi Ikuta and Satoshi Hata, Nanoscale Texture and Microstructure in a NdFeAs(O,F)/IBAD-MgO Superconducting Thin Film with Superior Critical Current Properties, ACS Applied Electronic Materials, 3(7), 3158-3166 (2021).（配向MgO基板上に成長させたNdFeAs(O,F)超伝導薄膜の小角粒界柱状晶組織の解析。博士課程　郭　子萌　氏の成果。名大、ドイツとの共同研究）
R. Nakamura, H. Kasai, T. Fujita, H. Akamine, S. Hata and E. Nishibori, Critical Length for Lattice Expansion of SnO2 Nanorods and Nanosheets: Implications for Lithium-Ion Batteries, ACS Applied Nano Materials, 4(9), 9938-9944 (2021).（SnO2ナノ材料の微細構造観察での連携。学内および筑波大学との共同研究）
Kazumasa Iida, Jens Hänisch, Keisuke Kondo, Mingyu Chen, Takafumi Hatano, Chao Wang, Hikaru Saito, Satoshi Hata, Hiroshi Ikuta, High Jc and low anisotropy of hydrogen doped NdFeAsO superconducting thin film, Scientific Reports, 11, 5636 (2021).（水素ドープNdFeAsO超伝導薄膜の微細組織解析。名大、ドイツとの共同研究）
Dongyi Qin, Kazumasa Iida, Takafumi Hatano, Hikaru Saito, Yiming Ma, Chao Wang, Satoshi Hata, Michio Naito, Akiyasu Yamamoto, Realization of epitaxial thin films of the superconductor K-doped BaFe2As2, Physical Review Materials, 5, 014801 (2021).（カリウムドープBaFe2As2超伝導薄膜の微細組織解析。名大、京農工大との共同研究）
Ji-Hwoan Lee, Byung-Nam Kim, Satoshi Hata, Byung-Koog Jang, Microstructural and spectroscopic analysis in non-uniform Y2O3 ceramics fabricated by spark plasma sintering, Journal of the Ceramic Society of Japan, 129(1), 66-72 (2021).（Y2O3焼結体の微細組織解析。学内およびNIMSとの共同研究）
H SOSIATI, W FIRMANSYAH, ARIS W NUGROHO, I SUDARISMAN, S HATA, THE PROPERTIES OF CHITOSAN NANOEMULSION/POLY (VINYL ALCOHOL) NANOCOMPOSITE MEMBRANES FOR WOUND CARE TREATMENT, Journal of Engineering Science and Technology, 15(6), 4091-4106 (2020).（チトサン繊維状材料の微細組織解析。インドネシアとの共同研究）
Itto Sugimoto, Seung Hwan C. Park, Satoshi Hirano, Hikaru Saito, Satoshi Hata, Microscopic Observation of Precipitation Behavior at Friction Stirring Zone of Super Duplex Stainless Steel, Materials Transactions, 60(9), 2003-2007 (2019).
（複相ステンレス鋼における摩擦攪拌接合組織。社会人博士課程　杉本一等氏の成果）
Koichiro Suekuni, Yuta Shimizu, Eiji Nishibori, Hidetaka Kasai, Hikaru Saito, Daichi Yoshimoto, Katsuaki Hashikuni, Yohan Bouyrie, Raju Chetty, Michihiro Ohta, Emmanuel Guilmeau, Toshiro Takabatake, Kosuke Watanabe, Michitaka Ohtaki, Atomic-scale phonon scatterers in thermoelectric colusites with a tetrahedral framework structure, Journal of Materials Chemistry A, 7(1), 228-235 (2019).
（新規熱電材料の原子レベル微細構造解析。末國 晃一郎先生らとの共同研究）
Yusuke Shimada, Akiyasu Yamamoto, Yujiro Hayashi, Kohji Kishio, Jun-ichi Shimoyama, Satoshi Hata and Toyohiko J. Konno, The formation of defects and their influence on inter- and intra-granular current in sintered polycrystalline 122 phase Fe-based superconductors, Superconductor Science and Technology, 32, 084003 (9pp) (2019).
（多結晶Fe系122超伝導体の多結晶組織解析。東北大　嶋田雄介先生、東京農工大　山本明保先生らとの共同研究）
Kenji Hirota, Katsuhiro Takagi, Kenichi Hanasaku, Kana L. Hasezaki, Hikaru Saito, Satoshi Hata and Kazuhiro Hasezaki, Carbon observation by electron energy-loss spectroscopy and thermoelectric properties of graphite added bismuth antimony telluride prepared by mechanical alloying-hot pressing, Intermetallics, 109, 1-7 (2019).
（新規熱電材料の微細構造解析。徳島大　長谷崎先生との共同研究）
超伝導インフォマティクスに基づく多結晶超伝導材料・磁石の開発（研究代表者：東京農工大学　山本明保　特任准教授）
ミルフィーユ構造の材料科学ー新強化原理に基づく次世代構造材料の創製ー（研究代表者：東京大学　阿部英司　教授）
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