日本金属学会会報

■
■
■
■

58

MTERE2 58（6）301〜360（2019）https://jim.or.jp/

2019年 6 月 1 日発行（ 毎月 1 回 1 日発行）

金属なんでもランキング！

2019 年度役員紹介

薄膜技術を用いた全固体電池の研究開発

最新の第一原理計算による点欠陥計算手法

2019

https://www.jim.or.jp/journal/m/（←まてりあ記事オンライン）

Vol.58 No.6 ISSN 1340-2625

https://www.jim.or.jp/journal/m/

2019
Vol.58
No.6◎会告原稿締切毎月 1 日(翌月号(1 日発行)掲載です．）

金属なんでもランキング No. 3

融点・沸点…………………………………………………………………301

ご挨拶

会長就任のご挨拶

紹介

2019年度役員……………………………………305

乾

晴行 …………………………………………………………………………303

2019年度代表理事，理事，代議員……………306

最近の研究

他団体との任意の合議機関の委員長，副委員長……………………………………………………308

2019年度任意の合議機関の委員長，副委員長……………………………………………………308

2019年度支部長，支部事務所…………………309

薄膜技術を用いた全固体電池の研究開発

大西

剛…………………………………………311

酸化物固体電解質を用いた薄膜型全固体電池の作製方法について紹介．ちゃんと作ればちゃんと動く

第一原理計算に基づく非金属物質中の点欠陥挙動に関する理論的研究
熊谷

悠……………………………………………………………………………………………………320

半導体，絶縁体中点欠陥特性の最新の第一原理計算手法に関する詳細と，その硫化物，窒化物への応用例につい
て紹介．

新進気鋭

表面科学的視点に基づくエネルギー・物質変換触媒材料の開発

はばたく

これまでの研究を振り返って

新技術・新製品裏話

1.2 MeV 原子分解能・ホログラフィー電子顕微鏡の開発

材料発ベンチャー新アトマイズ技術の開発

本会記事

轟

直人 ………328

中島賢也 …………………………………………………………333
品田博之 …………………334

帆足卓起 ………………………………………………………………336

会告 ………………………………………………338

2019年度事業計画書……………………………352

掲示板 ……………………………………………343

2019年度収支予算書……………………………352

会誌・欧文誌 6 号目次 …………………………345

行事カレンダー …………………………………357

次号予告 …………………………………………346

新入会員 …………………………………………359

平成30年度事業報告 ……………………………347

書評 ………………………………………………360

平成30年度決算 …………………………………347
まてりあ・会誌・欧文誌の投稿規定・投稿の手引・執筆要領，入会申込書，刊行案内はホームページをご参照下さい．
https://jim.or.jp/
今月の表紙写真

SrTiO3 中の 2＋に帯電した酸素空孔における，TiO 方向の原子変位(上)とそれに伴う Bader 電荷により算出された電荷移
行の値(下)．(熊谷悠 本号320頁 図 1(e)より抜粋)

表紙デザイン北野玲

複写をご希望の方へ

本会は，本誌掲載著作物の複写に関する権利を一般社団法人学術著作権協会に委託しております．本誌に掲載された著作物の複写をご希望の方は，(一社)学術著作権協会より許諾を受けて下さい．但し，企業等法人による社内利用目的の複写については，
当該企業等法人が社団法人日本複写権センター((一社)学術著作権協会が社内利用目的複写に関する権利を再委託している団体)と包括複写許諾契約を締結している場合にあっては，その必要はありません．
（社外頒布目的の複写については，許諾が必要です．
）
権利委託先 一般社団法人学術著作権協会〒1070052 東京都港区赤坂 9
6
41 乃木坂ビル 3F FAX 03
3475
5619 E
mailinfo＠jaacc.jp http://www.jaacc.jp/
複写以外の許諾（著作物の引用，転載，翻訳等）に関しては，直接本会へご連絡下さい．

前1参考文献(1) 改訂 4 版 金属データブック日本金属学会編，丸善，(2004)．
(2) 元素大百科事典監訳 渡辺正，朝倉書店，(2007)．

(3) コットレルの最新金属電子論A.H. コットレル著，木村宏訳，アグネ承風社，(1997)．

次号金属素描
ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia Japan

No. 4

コバルト



公益社団法人日本金属学会への入会のおすすめ
公益社団法人日本金属学会は，本多光太郎先生のご提唱により1937年 2 月14日に創設され，金属及びその関連材
料分野の学術および科学技術の振興を目的として，学術誌や学術図書の刊行，講演会や講習会の開催，調査・研究，表彰・奨励の事業を行っています．社会基盤材料をはじめエネルギー材料，エコマテリアル，電子・情報材料，生体・福祉材料，材料と社会等の分野でご活躍の研究者，技術者，学生の皆様，当該分野に関心のある方の入会をお待ちしております．
会報「まてりあ」は，会員のみに提供されます．さらに，会員には，講演大会への会員参加費での参加及び登壇費の免除，刊行物の会員価格での購入，本会主催のセミナー・シンポジウム・講演発表会等への会員割引価格の参加等の特典があります．
最新の研究や技術の動向をいち早く得ることができます会報「まてりあ」が毎月無料で配付されます(電子ジャーナルも閲覧できます)．まてりあでは，専門外の方のための入門講座や講義ノート，解説記事で分野の基礎を学ぶことができます．
和文論文誌「日本金属学会誌」を会員価格で購読できます(電子ジャーナルの閲覧は無料です)．
英文論文誌「Materials Transactions」を会員価格で購読できます(刊行半年後からの電子ジャーナル閲覧は無料
です．
最新の研究成果が発表される年 2 回の講演大会に会員参加費で参加できます．
最新の研究や技術に関するシンポジウムに参加できます．
最先端の研究を討議する研究会が開催する研究集会に参加できます(新たな研究会を設立することも可能です）．
多様な研究者や技術者と交流ができます様々な場で大学や企業の研究者や技術者と学術・技術の交流ネットワークを作ることができます．
各分野の専門家集団で構成される分科の活動に参加することができます．
最新の研究成果を発表する，春と秋の年 2 回開催される講演大会へ会員参加費で参加できます(参加費には講演概要集が含まれています)．
講演大会概要集を会員価格で購入できます．
全国に 8 つの支部があり，身近な研究者や技術者と交流できます．
研究成果を発表，討議して，研究を深めることができます講演大会で研究成果を発表して，分野の専門家と討議できます(非会員が講演するには大会参加費および登壇料が必要になります)．
研究成果を論文として日本金属学会誌や Materials Transactions 誌に発表できます．投稿された論文は分野の権威による査読を受けることができます．
Materials Transactions の投稿料の割引が受けられます(日本金属学会誌の投稿は無料です)．
技術者・学生の能力開発や進路選択への支援が受けられます教科書，データブック，セミナーテキスト等の学術図書類を会員価格で購入できます．
本会主催または本会協賛のセミナーや講習会，見学会等に会員価格で参加できます．
学生員は本会主催の企業説明会(春期講演大会に併せて開催予定)に参加できます．
表彰を受けられます表彰・奨励制度があります．
本会外の表彰へ推薦することができます(各種の学術賞や奨励，助成等の候補の推薦団体に指定されています）．

［入会するには(入会手続き)］
本会ホームページの入会ページ(下記 URL)から入会申し込み下さい．
https://www.jim.or.jp/member/mypage/application.php

会長就任のご挨拶
公益社団法人

日本金属学会 第68代会長

乾

晴

行

このたび皆様方のご推挙により日本金属学会の会長に就任することになりました．大変光栄に存じます．本会の重厚な歴史と光り輝く実績を考えますと，責任の重大さを痛感するとともに，身の引きしまる
思いであります．本会副会長の蔡 安邦博士，中野貴由博士，御手洗容子博士をはじめとして，理事各位，代議員各位，委員各位，常設 8
支部の支部長および支部構成員各位，すなわち会員の皆様ならびに山村英明事務局長および事務局の皆様の力をお借りして，金属材料分野の発展のために微力ながら全力を尽す所存であります．皆様方の倍旧のご支援とご鞭撻を賜りますよう宜しくお願い申し上げます．
日本金属学会は，「金属に関する理論ならびに工業の進歩発達をはかること」を目的として，1937年に「金属之密林の大いなる開拓者」
本多光太郎先生のご提唱により創設されました．その後，急速なグローバリゼーションと多様性が進展する社会に対応すべく，近年では，社会基盤材料のみならずエネルギー材料，エコマテリア
ル，電子・情報材料，生体・福祉材料にわたる先端材料の創製と機能発現機構の探求など，幅広い
材料科学・材料工学の研究成果発信の場として発展してきました．したがいまして，その将来においても本会が材料系学協会の中でリーダーシップを発揮するとともに，材料分野の重要性と材料研
究者・技術者の存在感を世界にアピールする学会として発展するように努力して参りたいと思っております．
公益社団法人移行 5 年目に当たる一昨年，中島英治元会長のリーダーシップのもと，本会の目指すべき具体的な学会像を示す本会のビジョンが策定されました．杉本諭前会長のもと，昨年から
このビジョンの実現に向けた具体的なアクションが実行され始めています．本年も引き続きビジョンの実現に向けた具体的なアクションを実行していきたいと考え，以下のような方針をお示しして，会員皆様のご理解とご協力をお願いしたいと存じます．
.

財政基盤の安定化
公益法人移行に際して，会員資格としての維持員制度を廃止したことにより，産業界の方々の本会での活動が激減し，財政悪化の原因の一つとなった経験があります．福富洋志元会長のもと，新たな維持員制度を設置し，産業界から理事が選出されるような運営体制の変更も行って，財政基盤の安定化を図るとともに，産業界のご意見が反映されるようにしました．維持員数の更なる増加
は，財政基盤の安定化と産業界の方々の本会での活動の活発化の好循環を生み出すものと期待され，本年もこの方針をもとに継続して取り組んでいきます．

.

会員数の増強近年における本会の会員数の減少は，わが国における労働人口の減少率よりも大きく，本会の会
員の年齢構成を見ても35歳以下の正会員数が他の年代の正会員数と比較すると極めて少なく，将来に渡る本会の継続的かつ活発な活動に支障を来たすことが危惧されます．この対策として，一昨
年，学生会員の会費を大幅に減じ，卒業・修了後も一定期間，同額で本会正会員としての活動が継

ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia Japan

続できる体制を導入いたしました．このような施策による若手正会員数の増加や先述の維持員数の増加により，会員数増強に努めてまいります．しかし，会員数増加のための何よりの策は，「日本金属学会に行けば材料科学のすべてが知れる」と言われるように会員・非会員のニーズに的確に答え，本会の評価を高めることです．今後，長期的研究分野の開拓を視野に入れた材料戦略の策定
や，後述する事業を通じて本会を魅力ある学会にしていくための策を講じていきます．
.

講演会・講習会事業の拡充
本会の講演大会では，会員数の割合に比べ企業からの講演大会参加者は少なく，さらに企業からの講演は極端に少ないのが現状であります．維持員の増加により企業の研究者・技術者の講演大会
参加者数増加を図りつつ，立場の異なる多様な研究者・技術者にとっても魅力ある講演大会となる
よう，金属材料の生産技術から金属物性まで議論できるセッション構成の改編に更に取り組んでいく所存です．また，この目的を達成するための講演大会のあり方そのものにもついても議論を開始
したいと考えております．材料研究の多様化・細分化が進んでいることを考えれば，他の学協会とも連携を深めていくことは重要です．日本鉄鋼協会，自動車技術会をはじめ他の学協会との有機的な連携の模索も開始したいと考えております．
講習会では，本会フェローの皆様にも講師などでご協力いただき，若手研究者・技術者の啓発・人材育成や将来の会員を見越して中・高校生などを対象とした啓蒙など有益な講習会を企画し，学会の活性化に貢献していきます．

.

調査・研究事業の拡充
未来を先導する領域を開拓し，世界の材料科学・工学をリードする学会となるためには，若手研究者を含めて本会の将来の更なる発展に向けた戦略を練っていく必要があります．このため，中島英治元会長，杉本諭前会長時代に各分科会への活動支援，若手研究会設立支援などの施策が開始されました．また，本年からは若手研究者の育成を目的として，研究助成事業が開始されます．本年はこれらの支援を継続するとともに，理数探求などの学校教育の支援，青少年向けイベントの開催など人材育成に関する事業を拡充していきます．

.

刊行事業
会報，会誌，欧文誌の発行は，学会活動の根幹を成すものです．これらの発刊は，今後も会員サービスの根幹として維持してゆく必要がありますが，Materials Transactions 誌のインパクトファ
クターが近年，低い値のまま推移しています．昨年から専任の編集長に就任いただき，編集委員会
で共同刊行事業も含めてさまざまな対策を講じていきますが，本会の情報発信力を将来にわたって維持するためには，会員各位からの良質な論文の投稿が不可欠です．ご協力を切にお願いいたします．

.

表彰・奨励事業と支部活動本会の表彰・奨励事業は，会員の皆様の研究活動の意欲を高めるとともに，人材の育成にも欠かすことのできないものです．各賞の授賞目的と対象を整理しつつ，特に若手を対象とした賞の拡充を推進してまいります．また，支部活動も本会の活性化に不可欠です．先に挙げたフェローの皆様の御協力などを得て，支部活動の支援に努めていきたいと考えています．
以上のように，本会の活動を活発化し，材料科学・材料工学の中心的学会として我が国ならびに世界の材料研究の高度化に貢献できるよう努力して参ります．会員各位ならびに事務局さらには各支部の皆様のご理解，ご協力，ご鞭撻を何卒，宜しくお願い申し上げます．
2019年 4 月23日



ご

挨

拶

紹介 (2019)～ 本年度の本会役員をご紹介します ～公益社団法人日本金属学会 2019年度役員(会長，副会長，理事，監事)(50音順)(2019年 4 月23日)

会

長

乾

晴行

副会長

蔡

京都大学教授

理

副会長

副会長

安邦

中野貴由

御手洗容子

東北大学教授大阪大学教授物質・材料研究機構副拠点長

事

足立

吉隆

名古屋大学教授

澁江

和久

岡村

一男

株 フェロー
日本製鉄

清水

哲也

株 UACJ 取締役兼専務 大同特殊鋼
株 執行役員
執行役員
技術開発研究所長

船川義正

株
JFE スチール
主任部員（理事)

松木一弘

広島大学教授小林千悟

小山

愛媛大学教授

須齋

京太

株 所長
古河電気工業

松田

高梨

山口

周

山村

健二

三浦

富山大学教授誠司

北海道大学教授佐伯功

室蘭工業大学教授

田中將己

九州大学教授村上恭和

九州大学教授佐藤一則

長岡技術科学大学特任教授

辻伸泰

京都大学教授森田一樹

東京大学教授事英明

日本金属学会事務局長

ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia Japan弘毅

東北大学所長・教授

監

大学改革支援・学位授与機構教授敏幸

名古屋大学教授川崎亮

東北大学名誉教授

錦織

貞郎

株 IHI 技師長


公益社団法人日本金属学会 年度代表理事，理事，代議員 (50音順，敬称略)
会長(代表理事)
乾
晴 行
副会長
蔡
安 邦
中 野 貴 由御手洗 容 子京都大学大学院工学研究科教授

東北大学多元物質科学研究所
大阪大学大学院工学研究科
物質・材料研究機構

教授
教授

副拠点長

理

事

(24名)

(新任)
乾
小 林
小 山
清 水
須 齋
高 梨
田 中
船 川
松 田
三 浦
御手洗
森 田

晴
千
敏
哲
京
弘
將
義
健
誠
容
一

行
悟
幸
也
太
毅
己
正
二
司
子
樹

(留任)

京都大学大学院工学研究科

足
岡
蔡
佐
佐
澁
辻
中
松
村
山
山

教授

愛媛大学大学院理工学研究科教授

名古屋大学大学院工学研究科教授

株 技術開発研究所 執行役員技術開発研究所長
大同特殊鋼
株 自動車・エレクトロニクス研究所 所長
古河電気工業

東北大学金属材料研究所

所長・教授

九州大学大学院工学研究院教授

株 薄板センター部 主任部員(理事)JFE スチール

富山大学大学院理工学研究部

教授

北海道大学大学院工学研究院

教授

物質・材料研究機構構副拠点長

東京大学大学院工学系研究科

教授

立
村
伯
藤
江
野
木
上
口
村

吉
一
安
一
和
伸
貴
一
恭
英

隆
男
邦
功
則
久
泰
由
弘
和
周
明

名古屋大学大学院工学研究科
株 技術開発本部
日本製鉄

教授

フェロー

東北大学多元物質科学研究所教授

室蘭工業大学大学院もの創造系領域

教授

長岡技術科学大学大学院工学研究科

特任教授

株 UACJ RD センター 取締役兼専務執行役員


京都大学大学院工学研究科教授

大阪大学大学院工学研究科教授

広島大学大学院工学研究科教授

九州大学大学院工学研究院教授

大学改革支援・学位授与機構研究開発部
日本金属学会

教授

事務局長

新任理事の任期2019年定時社員総会当日(4 月23日)から2021年 4 月予定の定時社員総会の終結のときまで留任理事の任期2018年定時社員総会当日(4 月23日)から2020年 4 月予定の定時社員総会の終結のときまで

監

事

(2 名)

(新任)
川

崎

亮

東北大学

(留任)
錦

名誉教授

織

貞

郎

株 IHI 技術開発本部


技師長

新任監事の任期2019年定時社員総会当日(4 月23日)から2021年 4 月予定の定時社員総会の終結のときまで留任監事の任期2018年定時社員総会当日(4 月23日)から2020年 4 月予定の定時社員総会の終結のときまで

代 議 員
北海道地区
上 田 幹
三 浦 誠

人
司

東北地区
高 梨 弘 毅田 中 俊一郎

関東地区
池 田 昌
枝 川 圭
川 岸 京
葛 巻
児 島 明
小 林 能
齋 藤 哲



(103名)

新任(47名)(新任)

留任代議員(56名)(留任)北海道大学大学院工学研究院教授

北海道大学大学院工学研究院

教授

佐
高

伯
橋

阿
加
蔡
坂
佐
柴
武
山

部
藤

遠
王
岡
尾
筧
加
弓

藤

英

功
徳

(新任)
所長・教授

東北大学マイクロシステム融合研究開発センター 教授

本
藤
田
藤
村

世
秀
安
裕
浩
英

嗣
実
邦
昌
之
幸
泉
明

電磁材料研究所

主席研究員

東北大学金属材料研究所教授

東北大学多元物質科学研究所
株 鉄鋼研究所
日本製鉄

弘前大学大学院理工学研究科
東北大学多元物質科学研究所
東北大学大学院工学研究科
日本金属学会

教授

主任研究員
教授
教授
教授

事務局長

(留任)

株 神戸製鋼所アルミ・銅事業部門


東京大学生産技術研究所
物質・材料研究機構
東海大学工学部教授

北海道立総合研究機構産業技術研究本部 研究主幹

(留任)

東北大学金属材料研究所

(新任)
則
一
子
徹
彦
直
治

室蘭工業大学大学院もの創造系領域

担当部長

教授

グループリーダー教授

株 技術開発本部
日本製鉄

技術開発企画部長

東京工業大学科学技術創成研究院
千葉工業大学工学部

教授

教授

本
中
藤
野

裕

寿
昆
和 孝
晋
幸 次
徹
健太郎

株 電線材料研究所
日立金属

主任研究員

株 技術研究部 常務執行役員技術研究部長
日本冶金工業株 日立製作所研究開発部ループ 材料イノベーションセンタ長


東京工業大学物質理工学院

教授

首都大学東京システムデザイン学部教授

株 技術開発本部プロセス研究所
日本製鉄

芝浦工業大学工学部

部長

教授

紹

介

下 条
高 井
高 橋
寺 嶋
中 尾
藤 居
藤 田
船 川
御手洗
森 田
山 本

雅
健
和
俊
敏
義
容
一
知

幸
一
聡
夫
航
之
之
正
子
樹
之

芝浦工業大学工学部
上智大学理工学部

株 IHI 航空・宇宙・防衛事業領域技術開発センター 部長
東京大学大学院新領域創成科学研究科
横浜国立大学大学院工学研究院
東京工業大学物質理工学院

物質・材料研究機構構副拠点長

東京大学大学院工学系研究科

教授

早稲田大学基幹理工学研究科教授

北陸信越地区岸
陽 一
福 元 謙 一松 田 健 二

(新任)

関西地区
乾
晴
岡 崎 喜
金 野 泰
河 野 佳
竹 中 俊
田 中 敏
林 田 隆
山 末 英

(新任)

九州地区
田 中 將
連 川 貞

主査

株 薄板センター部 主任部員(理事)JFE スチール

(新任)

中国四国地区
小 林 千 悟田 中 康 弘森 戸 茂 一

教授

教授

教授

株
東芝エネルギーシステムズ

東海地区
植 田 茂 紀岡 本
力小 山 敏 幸斎 藤 尚 文西 川 友 章前 田 千芳利
三 浦 博 己

行
臣
幸
織
英
宏
秀
嗣

教授
教授

株 技術開発本部
日本製鉄

副所長

部長

名古屋大学大学院工学研究科

教授

上級主任研究員

株 技術企画部
愛知製鋼

部長

株 無機材料技術部
トヨタ自動車

英

妥
哉
夫
治
一
介
伸
一
也
司
周
弘

足
上
勝
川
西

立
宮
村
上
野

吉
成
龍
博
洋

隆
之
郎
士
一

藤

和
一

彦
則

滝
澤
野
木
口
田

直
雅
隆
浩
祐
康
渉
泰
祐

本部枠代議員清 水 哲 也須 齋 京 太東京工業大学物質理工学院
東京理科大学基礎工学部

教授
教授

教授

物質・材料研究機構若手国際センター センター長
物質・材料研究機構構造材料研究拠店 主席研究員
株 スチール研究所
JFE スチール

副所長

横浜国立大学大学院工学研究院教授

千葉大学大学院工学研究院教授

株 スチール研究所
JFE スチール

主席研究員

大学改革支援・学位授与機構研究開発部
東京大学大学院工学系研究科

教授

教授

名古屋大学大学院工学研究科
岐阜大学工学部教授

教授

株 スチール研究所
JFE スチール

三重大学工学研究科

副部長

准教授

名古屋工業大学大学院工学研究科

教授

(留任)

福井大学附属国際原子力工学研究所
富山大学大学院理工学研究部

教授

教授

榊
佐

信州大学大学院学術研究院

教授

長岡技術科学大学大学院工学研究科

特任教授

教授

(留任)

京都大学大学院工学研究科
株 神戸製鋼所材料研究所


教授
所長

大阪府立大学大学院工学研究科教授

株 技術開発本部
日本製鉄

フェロー

関西大学化学生命工学部教授

大阪大学大学院工学研究科教授

株 表面処理研究所
日鉄日新製鋼

主任研究員

教授

渥
荒
大
岡
小
新
辻
中
中
平
松

美
木
谷
本
嶋
保
井
野
藤
尾

寿
秀
浩

雄
樹
昭
明
啓 達
洋一郎
伸 泰
光 一
貴 由
哲 司
直 人

(新任)

近畿大学理工学部教授

大阪大学アトミックデザイン研究センター 教授
株 粉末事業部
山陽特殊製鋼

大阪産業技術研究所

部長

主任研究員

株 技術開発本部
日本製鉄

部長

株 研究開発部 グループマネージャー
福田金属箔粉工業

京都大学大学院工学研究科教授

株 島津製作所グローバルマーケティング部 副部長


大阪大学大学院工学研究科教授

京都大学大学院エネルギー科学研究科
兵庫県立大学大学院工学研究科

教授

特任教授

(留任)

愛媛大学大学院理工学研究科教授

教授

島根大学大学院学術研究院

准教授

清
高
陳
松

水
島

中
一

郎
稔
春
弘

石
波
村

丸
多
上

恭

学
聰
和

岡
澁

村
江

一
和

男
久

木

一

(新任)
己
弘

教授

東京大学大学院工学系研究科

教授

金沢工業大学高信頼理工学研究センター

香川大学創造工学部

茨城大学工学部

主査

豊橋技術科学大学大学院工学研究科

立命館大学理工学部

嶋
田
山
村
谷

(留任)

株 技術開発研究所
大同特殊鋼

産業技術総合研究所

篠
柴
竹
田
土
堤
長
廣
松
三
山
吉

九州大学大学院工学研究院

岡山理科大学工学部教授

株 スチール研究所
JFE スチール

鳥取大学大学院工学研究科教授

広島大学大学院工学研究科

教授

部長

(留任)
教授

熊本大学大学院先端科学研究部

教授

(新任)
株 技術開発研究所 執行役員技術開発研究所長
大同特殊鋼
株 自動車・エレクトロニクス研究所 所長
古河電気工業

九州工業大学大学院工学研究院教授

九州大学大学院総合理工学研究院
九州大学大学院工学研究院

教授

教授

(留任)
株 技術開発本部フェロー
日本製鉄
株 UACJ RD センター 取締役兼専務執行役員
新任代議員の任期2019年定時社員総会当日(4 月23日)から2021年 4 月予定の定時社員総会の終結のときまで留任代議員の任期2018年定時社員総会当日(4 月23日)から2020年 4 月予定の定時社員総会の終結のときまで

ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia Japan年度任意の合議機関の委員長，副委員長
下線は留任．は理事以外．
委 員 長
.

副委員長

事

業

概

要

刊行事業に係る委員会


会報編集委員会

大塚

会誌編集委員会

吉永

欧文誌編集委員会

堀

学術図書類刊行委員会

佐

.

誠竹

田

直

樹戸

高

田

善

治白

井

藤

一

則

修会報の刊行に関する業務全般
義一会誌の刊行に関する業務全般

泰治欧文誌の刊行に関する業務全般―

学術図書類の刊行に関する業務全般

講演会・講習会事業に係る委員会


講演大会委員会

中

野

貴

由

御手洗

容

子

講演大会の実施に関する業務全般



講演大会企画委員会

中

野

貴

由

御手洗

容

子

講演大会の企画に関する業務全般



本多記念講演委員会

中

野

貴

由

御手洗

容

子

本多記念講演に関する業務全般

セミナー・シンポジウム委員会

小

山

敏

幸

大

孝

仁セミナーおよびシンポジウムに関する業務全般.

村

調査・研究事業に係る委員会



企画委員会

乾

晴

行

御手洗

容

子

本会の事業に関する重要な企画に関する業務全般

セルフガバナンス委員会

中

野

貴

由

山

村

英

明

本会のセルフガバナンスに関する業務全般

長期展望委員会

高

梨

弘

毅




調査・研究委員会

御手洗

容

子

三

浦

誠

司

調査・研究事業に関する業務全般

調査・研究推進委員会

御手洗

容

子

三

浦

誠

司

調査・研究事業の企画に関する業務全般



戦略推進委員会

御手洗

容

子

藤

居

俊

之本会の材料戦略活動に関する業務全般

科研費委員会

中

野

貴

由

村

上

恭

和




人材育成委員会

小

林

千

悟

松

岡

由

貴人材育成に関する業務全般



男女共同参画委員会

松

岡

由

貴





国際学術交流委員会

辻

伸

泰

森

田

.

―

本会の事業に係る長期展望に関する業務全般―

科研費補助金に関する業務全般
男女共同参画活動に関する業務全般

一樹

国際学術交流および国際会議事業の企画に関する業務全般表彰・奨励事業に係る委員会


名誉員検討委員会

乾

晴

行

蔡

安

邦

名誉員に関する業務全般



学会賞委員会

乾

晴

行

蔡

安

邦

学会賞に関する業務全般

各種賞検討委員会

蔡

安

邦

中

野

貴

由

各種賞に関する業務全般



金属組織写真賞委員会

足

吉

隆

小

山

敏

幸

金属組織写真賞に関する業務全般

立

他団体との任意の合議機関の委員長，副委員長

は理事以外
委 員 長
.

副委員長

事

業

概

要

刊行事業に係る委員会.

Materials Transactions 編集委員会

堀

田

善

治

Materials Transactions の共同刊行に関する業務全般

晴行

材料系学協会と日本学術会議との連携活動に関する業務全般

講演会・講習会に係る委員会なし.

調査・研究事業に係る委員会


材料連合協議会乾

材料戦略(企画)委員会

小

関

敏

彦




男女共同参画委員会(合同)

松

岡

由

貴尾



材料戦略委員会の企画に関する業務全般
崎由紀子日本鉄鋼協会との連携による男女共同参画活動に関する
業務全般

紹

介

年度支部長，支部事務所
.

北海道支部

.

北陸信越支部

支

部

支

部

長

三浦誠司

副支部長

橋本直幸

支部事務所

〒0608628 札幌市北区北13条西 8 丁目

(北海道大学大学院工学研究院(北海道大学大学院工学研究院

長

教授)

福元謙一
(福井大学附属国際原子力工学研究所

副支部長

榊

支部事務所

〒9308555 富山市五福3190

教授)(信州大学工学部

富山大学大学院理工学研究部

/%
FAX 0117066345

/%
FAX 0764456839

Email: jim_hokkaido＠eng.hokudai.ac.jp

Email: matsuda＠eng.utoyama.ac.jp

徳永透子

松田健二(教授)

東北支部

.

関西支部

支

部

支

部

今野豊彦
(東北大学金属材料研究所

支部事務所

教授)

北海道大学大学院工学研究院材料科学部門内

.

長

教授)

和彦

長

教授)

〒9808577 仙台市青葉区片平 211(大阪大学大学院工学研究科
支部事務所

東北大学金属材料研究所
 0222152124

保田英洋(一財)大阪科学技術センターニューマテリアル

FAX 0222152126%

センター
FAX 0664435310%

Email: chie＠imr.tohoku.ac.jp

 0664435326

渡辺智絵

Email: nkansai＠ostec.or.jp

金子輝雄，森

.

関東支部

支

部

教授)

〒5500004 大阪市西区靭本町 184.

中国四国支部

支

部

知佐子

長

伊藤公久

副支部長

森田一樹

支部事務所

〒1138656 東京都文京区本郷 731

岡山大学工学部機械システム系学科

工学部 4 号館

 0862518027(早稲田大学基幹理工学部

教授)

長

清水一郎
(岡山理科大学工学部(東京大学大学院工学系研究科

教授)

支部事務所

334号室

教授)

〒7008530 岡山市北区津島中 311
FAX 0862518266%

東京大学大学院工学系研究科マテリアル工学専

Email: takemoto＠mech.okayamau.ac.jp

攻

竹元嘉利(准教授)

 0358417107
Email: nakaya＠wood3staff.t.utokyo.ac.jp

中屋直美

.

東海支部

支

部

長

九州支部

支

部

長

高島和希
(熊本大学大学院先端科学研究部

副支部長

松村康志
株 技術開発研究所(大同特殊鋼

支部事務所

.

石丸

学

(九州工業大学大学院工学研究院
所長)

副支部長

〒4648603 名古屋市千種区不老町
名古屋大学工学研究科マテリアル理工学専攻内

教授)

中島英治
(九州大学大学院総合理工学研究院

支部事務所

教授)

教授)

〒8608555 熊本市中央区黒髪 2391

 0527893372

熊本大学大学院先端科学研究部

Email: tokai＠numse.nagoyau.ac.jp

/%
FAX 0963423713

堀田依里

Email: mine＠msre.kumamotou.ac.jp

峯

ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia Japan洋二(准教授)




前

4

前

5

薄膜技術を用いた全固体電池の研究開発
大

西

剛

還元されて高抵抗な被膜を形成し(副反応)，充放電を繰り返

.

は じ

め

に

すにつれ容量低下と，内部抵抗の上昇による出力低下が顕著となる．一方で，固体電解質中の可動イオンは Li イオンの充電して繰り返し使える市販の二次電池の中で，エネルギ

みであるため，一連の副反応が抑制され，サイクル寿命が長ー密度が最も高いのはリチウムイオン電池である．それでく，自己放電の小さい電池となることが期待されている．

も，車載用途ではガソリン自動車の 1 回の給油で走れる500

現在，固体のセラミックス電解質は大きく分けて 2 種類

km 以上の走行距離を，電気自動車で 1 回の充電だけで走らある．一つは硫化物系固体電解質であり，その特徴は高イオせるには厳しく，さらなる高エネルギー密度化が求められてン伝導性と材料自体の柔らかさにある．材料によっては 1いる．それに加えて，現行のリチウムイオン電池では今でもSm－1 以上の Li イオン伝導度が得られており(1)(3)，驚くべ

発煙や発火などのニュースを耳にする通り安全性に懸念があきことに液体電解質をも凌いでいる．柔らかさについてはセる．その原因の一つに，電池部材として可燃性の材料が含ま

ラミックスにもかかわらず，粉体を圧粉形成するだけで粒子れていることがあげられる．リチウムイオン電池以前の二次同士が接合し，電池動作するのに十分な程に低抵抗となる．

電池では，正極・負極間を繋ぐ液体の電解質として水溶液がこれらの特徴は S と Li の結合の弱さによっているが，その使われており，まれに液漏れなどの問題はあるものの燃える弊害として大気中では不安定であり，特に大気中の水分と反ようなことはなかった．一方のリチウムイオン電池は 3.7 V

応して硫化水素を発生するという問題がある．

前後を発生するが，この電圧では水が電気分解してしまうた

もう一つの固体電解質は酸化物系であり，硫化物系程の高め，水溶液以外の液体電解質を使わざるを得ない．その溶媒

イオン導電体はまだ 開発されていないが，それでも 10－1がエステル系やエーテル系の可燃性有機溶媒である．

Sm－1 台の物質が見つかっている(4)．酸化物は全般に大気中

リチウムイオン電池の信頼性を上げる一つの方策は可燃性で安定であるため，酸化物系固体電解質を用いた全固体電池

材料を不燃性材料に置き換えることであり，その一つとしてが究極の信頼性をもつ全固体電池と考えられている．しかし

イオン伝導性の固体セラミックスを電解質に用いた全固体電ながら，硫化物とは異なり全般に固い材料なので圧粉形成だ池の開発がある．車載用などの電池モジュールでは電池(セけでは抵抗が下がらず，低抵抗な界面接合を得るためには高ル)を直列に繋いで高電圧を発生している．液体電解質を用

温焼成が必須となる．そのため，酸化物固体電解質を正極及いた現行の電池では，一つ一つのセル毎に電解液を隔離せね

び負極の活物質と一体焼成しようとすると，接合界面で熱拡ばならず，そのための材料とスペースが必要になるが，全固散に起因した化学反応が起きて高抵抗な界面が形成される傾体電池ではこれらは基本的に不要であり，モジュールとして

向があり，場合によっては活物質が失活すると共に固体電解の重量・体積当たりのエネルギー密度はこの観点だけでも現質のイオン伝導性が失われる．

行の電池を上回る．

硫化物系固体電解質を用いた全固体電池は，恐らく数年の固体電解質を用いるもう一つの利点として，副反応の抑制

うちに市販化されると考えられるが，酸化物系全固体電池のが期待できる．充放電時に正極・負極間を行き来するのは開発についてはまだまだ問題が多い．特に問題となるのは，Li イオンのみでよいのだが，液体電解質中では Li イオンと固体電解質同士・活物質同士のホモ界面，及び固体電解質とは反対の方向にアニオンが移動し，それ以外にも溶媒分子等

活物質のヘテロ界面における界面抵抗や界面反応である．そが泳動してしまう．これらは正極，負極表面上で強酸化，強こで，正極，固体電解質，負極をそれぞれ薄膜化して積層国立研究開発法人 物質・材料研究機構主幹研究員(〒3050044 つくば市並木 11)
Research Development of All Solidstate Battery by Using Thin Film Technology; Tsuyoshi Ohnishi(Rechargeable Battery Materials
Group, National Institute for Materials Science (NIMS), Tsukuba)
Keywords: Liion battery, all solidstate battery, thin film battery, PLD (pulsed laser deposition), composition control
2019年 2 月27日受理[doi:10.2320/materia.58.311]

ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia Japanし，薄膜型の酸化物系全固体電池を作製することで，これらする． Pt や Au 等の蒸着膜や多結晶金属基板等の上に成長の情報を効率的に抽出できると考えている．本稿では，それした LiCoO2 多結晶膜とは異なり， SrTiO3 に限らず単結晶

ぞれの部材の薄膜作製について報告し，最後に電池動作につ

基板上に成長したエピタキシャル薄膜では薄膜結晶からのいて紹介したい．

X 線回折強度を膜厚で規格化する(図)等で結晶性を定量的に評価でき，これとあわせて薄膜表面の晶癖形状や析出物の

.

正 極

薄

膜

有無などから成膜条件の最適化が可能となる．結晶性の低下
は低温成長等により結晶化が不十分でも生じるが(非晶質にリチウムイオン電池においては最も代表的な正極活物質である LiCoO2 の薄膜化を遂行している(5)(11)．LiCoO2 の安定近い)，それ以上に薄膜組成(カチオン比)の定比からのずれによる影響が大きい(6)．

相は菱面体晶系の層状岩塩構造だが，これは立方晶系の岩塩

筆者らはパルスレーザー堆積(PLD)法で LiCoO2 薄膜を作構造において酸素骨格中のカチオンが[111]方向に規則配列製している．詳細は他誌に譲るが定比組成の原料ターゲット

し Li 層と Co 層が交互に積層していると見なせる．岩塩構( Li:Co ＝ 1:1 )を用いる限り，膜中の Li は欠損してしまうた

造は ABO3 で表される立方晶系ペロブスカイト構造におけめ Li 過剰の原料ターゲットを使用しなければならない(図る[100]方向の AO 層と BO2 層の交互積層のうち，AO 層と)(5)(6)．この時，蒸発源である紫外光パルスレーザー，KrF

面内原子配列が同一なため親和性が高く，ペロブスカイト系

エキシマレーザーのアブレーション条件(パルスのレーザー単結晶上にエピタキシャル成長する．筆者らは立方晶系のペエネルギーとターゲット上での照射面積，及びその二つからロブスカイトで，Nb:0.5 mass又は La:1 atをそれぞれ B算出されるエネルギー密度(フルエンス))(12)(16)が重要であ

サイト，A サイトに置換ドープした電子伝導性 SrTiO3 の単る．これによって薄膜の組成は Li 過剰にも Li 欠損にもなる結晶を基板として用いており，これらは集電体としても機能が，どちらにおいても結晶性は低下する(図)(6)．また，酸



図1

SrTiO3 単結晶基板上に成長した LiCoO2 薄膜の膜厚に対する薄膜結晶面からの X 線回折強度．(a) SrTiO3 (111)
上の LiCoO2 (001)配向膜，(b) SrTiO3 (100)上の LiCoO2 (104)配向膜．アニール条件は大気中700°
C，5 h.

図2

ターゲット材料がアブレーションされてから堆積するまでに起こる蒸発種の組成( Li / Co 比)変化の概念図．
(a)定比ターゲットを用い，アブレーションが起こるぎりぎりのフルエンスを使い，ガス散乱のない高真空で成膜した場合，(b) Li 過剰ターゲットを用いて，堆積速度を上げるために高フルエンスでアブレーションし，
さらに酸素圧を変化させた場合(5)(6)．

最近の研究

表1

結晶面の異なる SrTiO3 単結晶基板上の LiCoO2薄膜の結晶配向方位．

SrTiO3 基板の結晶面

LiCoO2 薄膜の配向

LiCoO2 の c 軸の方向

(111)

(001)

1 方向(10)

(110)

(018)

2 方向(8)(9)

(100)

(104)

4 方向(8)(9)

前述したとおり SrTiO3 上に LiCoO2 のヘテロエピタキシ
ャル成長が可能だが，既報として SrTiO3 単結晶の結晶面によって薄膜の配向方位が制御できるとの報告があり(17)，筆者らも同様な実験を行った(8)(10)．
表に示す通り 3 種類の異なる配向膜が得られたが，全ての配向において SrTiO3 の〈111〉方向に LiCoO2 の c 軸がそろっている(図)(8)(10) ． SrTiO3 ( 100 )面では結晶面(表面)からの角度( a )が 35 °の 4 つの等価な〈 111 〉方向があるため
図3

組成の異なるターゲットを用いてサファイア c 面
基板上に成長した c 軸配向 LiCoO2 薄膜における酸素圧依存性．( a ) LiCoO2 003 X 線回折強度，(b)薄膜の堆積速度(6)．

LiCoO2 の c 軸は 4 方向に均等に分配される(図 4(c))．同様の 2 つと，( 110 )面(表面)にに SrTiO3 ( 110 )面には a ＝ 55 °含まれる a ＝ 0 °の 4 つ，合計 6 つの〈 111 〉方向があるが，
LiCoO2 の c 軸が表面に平行になることはないようである(図4 ( b ))．層状岩塩構造の LiCoO2 ではその構造から層内，すなわち c 軸と直交する ab 面内の Li イオン伝導が速いと考え化物材料を真空中で結晶成長させるので，膜中の酸素欠損をられ，積層型の薄膜電池では面直方向にイオンが流れること補うために成膜中の真空槽内へ酸素ガスを導入する必要があを考えると， LiCoO2 の c 軸が表面内に寝ている( ab 面が表るが，十分な酸化を期待して酸素圧をむやみに上げてしまう面に対して垂直に立っている)配向が理想的であるが，残念と薄膜堆積速度が激減すると共に結晶性も低下してしまうながらそのような配向は現状では実現できていない．結果と(図 3)(5)(6)．原料ターゲット表面からアブレーションされた

して， SrTiO3 ( 100)面上の(104)配向 LiCoO2 薄膜が， ab 面

蒸発種は原子・分子レベルにまで分解されているが，真空槽が最も面直方向に立った配向となり，この時の ab 面と表面

内が分子線条件を破るほどの高圧になると蒸発種が酸素ガスのなす角は55°となる．

分子と衝突・散乱し，これによって堆積速度が低下する．こ(104)配向 LiCoO2 薄膜での Li イオンの伝導経路を考えるの時，酸素分子よりも軽い Li 種( Li ， LiO 等)は酸素分子よと，4 方向に向いている c 軸を 1 方向に揃えた方が高速に移りも重い Co 種( Co ， CoO 等)に比べて顕著に散乱され，基動できる(すなわち電池の出力特性が向上する)可能性が高い．

板に到達する割合が減るために Li が欠損した薄膜となってc 軸が 4 方向に向くのは前述の通り SrTiO3 の 4 つの〈111〉方しまう(図 2，図 3)(6)．一方で，薄膜組成のLi/Co 比が定比

向が等価であるためであり，この均衡を崩すために(100)結であれば，最低限の酸素は必要ではあるものの，分子線条件

晶面から僅かに傾けて切り出した微傾斜基板を用いた(11) ．

を満足する低酸素圧下での成長により多少酸素欠損していて斜 方 晶 系 で あ る 電 子 伝 導 性 酸 化 物 SrRuO3 を こ の 手 法 でも，それなりに高結晶性となる．

SrTiO3 ( 100 )基板上に結晶方位を 1 方向に揃えてエピタキ

LiCoO2 薄膜の組成を制御するには Li 過剰ターゲットの使シャル成長したという報告があり(18) ，これを参考にした．

用と共にアブレーション条件，基板温度，酸素圧力の最適化

SrTiO3 ( 100 )面内の[ 010 ]方向と[ 011 ]方向に微傾斜した基が重要と述べたが，原料ターゲットの表面組成はアブレーシ

板を用いたところ，前者では 2 つ，後者では 1 つの〈111〉方

ョン条件によって変化するため，レーザービームを絞る，エ向に LiCoO2 の c 軸が優先的に配向できることがわかり，

ネルギーを上げるなど，特にアブレーション条件を変えた場[ 011]方向に微傾斜した( 100 )基板の傾斜角度や堆積速度等

合には十二分なプレアブレーションが必要である(16)．プレを最適化することで c 軸を単一方位化した(104)配向 LiCoO2

アブレーションにおいては，レーザー発振周波数に加え酸素薄膜の作製に成功した(図)(11)．

圧も本成膜に用いる条件に設定する必要があり，酸素を導入しないなど異なる酸素圧でプレアブレーションすると，その.

固体電解質薄膜

後の本成膜では堆積速度に加えて Li / Co 比も変化してしまう．これは恐らくアブレーション時にターゲット表面で酸素のやりとりが生じているためと考えられる．

ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia Japan

大気中でも安定な酸化物でありながら，比較的高い Li イ
オン伝導度を示すペロブスカイト型の固体電解質材料である




図4

図5



LiCoO2 薄膜結晶からの003回折の inplane X 線極点図．SrTiO3 の(a)(111)面上(10)，(b)(110)面上(8)(9)，(c)(100)面上(8)(9)．下段は対応する SrTiO3 単結晶基板の配置．

(104)配向 LiCoO2 薄膜における 003回折の in plane X 線極点図． SrTiO3 ( 100)基板の面内傾斜方位と傾斜角度，堆積速度に対応するレーザー発振周波数の最適化で単一方位化を達成(11)．

最近の研究Li3xLa2/3－xTiO3(4) のエピタキシャル薄膜化を PLD 法によりた上で，仮に酸素欠損しても電子伝導性を示さない NdGaO3

試みた(19)(20) ．組成に 0 ＜ x ＜ 2 / 3 の自由度があるが， x ＝単結晶を基板として用いた(19)(20)．

0.11 に 相 当 す る Li0.33La0.56TiO3 が 最 も 伝 導 度 が 高 く 10－1

NdGaO3 は斜方晶系の GdFeO3 構造であるが，歪んだペロ

Sm－1 台となる(21)(22)．以後 LLTO と略すが，LLTO はこの

ブスカイトと見なすことができ，本研究で用いた NdGaO3組成付近では c 軸方向に A サイトの規則配列がおきて La 過( 110)面は立方晶系ペロブスカイトの( 100 )面に相当する．

剰層と La 欠損層が交互に積層するため， c 軸長のみが単純

NdGaO3 ( 110 )結晶面に正確に切り出した基板上では主に c

ペロブスカイトの 2 倍となった正方晶系(厳密には斜方晶軸配向したエピタキシャル薄膜となるが，少量の a 軸配向成系)となる．また，この組成では ABO3 の A サイトに相当す

分(c 軸が薄膜面内に寝ている)も混ざってしまう．そこで，る Li と La の総和は 0.89 となり，これはすなわち A サイト

LiCoO2 ( 104 ) 配 向 膜 の 単 一 方 位 化 で も 用 い た よ う にに 10 以上の空孔が存在しており，この空孔が高イオン伝

NdGaO3 ( 110 )の微傾斜基板を用いたところ， a 軸配向成分

導性に寄与していると考えられている(21) ． A サイト空孔をがなくなりほぼ完全な c 軸配向の LLTO 薄膜がえられた(図真空中での結晶成長中に安定化させるには酸素空孔を含むそ

( b ))．しかしながら， c 軸配向膜と a 軸配向が混ざった薄の他の空孔の生成を抑制せねばならず，そのためには10 Pa

膜で Li イオン伝導度に違いがないことがわかり(図 6)(20)，°C前後の高温が必要となる(19)．基

この結果から LLTO における A サイトのオーダリングの乱板温度がここまで高温になると，軽元素としてのガス散乱(6)れは Li イオン伝導に対して大きな抵抗にはならないと結論に加えて揮発性元素としての蒸発(23)による Li 欠損が顕著とづけられる(20)．

前後の高い酸素圧と1000なるため Li 過剰のターゲットはますます必須となる．Li のLLTO 薄膜を固体電解質層とした積層型の薄膜電池を作

みを過剰にしたターゲットでは得られる薄膜の組成が La 過製するには LiCoO2 またはその他の正極活物質上か，負極活剰になるとともに伝導度が低下する傾向があったため， Li

物質上に成膜する必要がある．しかしながら，イオン伝導度

過剰 La 欠損ターゲットが必要と考えて試行錯誤した結果，の高い高結晶性の LLTO 薄膜の作製に必要な高温での成膜

Li0.5La0.5TiO3 組成のターゲットで最も結晶性とイオン伝導条件下では LiCoO2 が変質してしまい，現状では負極も含め度の高いエピタキシャル薄膜が得られた(図)(20) ．尚，よてこの成膜条件に耐えうるその他の活物質は見つかっていな

り低温且つ低酸素圧での LLTO 薄膜の成長例も報告されてい．さらに， LLTO は Ti を含むため還元に弱く，最も高容おり，比較的高い伝導度が得られているが(24)(25) ， Ti を B

量な負極活物質である金属 Li との接触で Ti が 3 価となりサイトとするペロブスカイト系の酸化物では概して酸素欠損

電子伝導性を帯びてしまうため固体電解質として機能しなくにより電子伝導が発現してしまうため注意が必要である．関

なってしまう問題もある． LLTO を固体電解質として用い

連して，薄膜堆積用の基板として，本来は電子伝導性のないるには Ti が還元されない高電位の負極活物質と組み合わせ

SrTiO3 を用いると，高酸素圧下であっても SrTiO3 の基板

るか(電池全体としての発生電位が下がり容量低下)，低電位側にも酸素欠損が導入されて基板自体が電子伝導性を帯びる

負極材料によって還元されないよう，負極材料と LLTO の可能性が高いため，薄膜面内方向でのイオン伝導性の評価は間に緩衝層を導入する必要がある．

難しくなる(26)．そこで筆者は LLTO との格子整合を考慮し

図6

NdGaO3 ( 110)基板上の LLTO 薄膜の室温でのイオン伝導度を活性化エネルギーに対してプロット
した． Li 過剰に加えて La 欠損のターゲットを用いることで伝導度が上がる．しかしながら，微傾
斜基板を用いて c 軸方位を単一方位化しても伝導性に変化は見られない(20)．

ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia Japan

そこで，この緩衝層としても使え，単独でも固体電解質層

図7

NdGaO3 ( 110 ) 上 に 成 長 し た LLTO 薄 膜 の 断 面
STEM HAADF 像．( a ) NdGaO3 ( 110)面に正確に切り出した基板上，(b)(110)面から[001]方向に 1°
傾 斜 し た 基 板 上 ． 観 察 方 位 は NdGaO3 の(11̃0)であり，(b)については傾斜方向と垂直であ
る．




として機能する非晶質 Li3PO4 の成膜を試みた．実は，薄膜力特性を損なうことなく充放電サイクル時の容量低下を劇的

型の全固体電池は既に市販もされており(27)，ほとんどの薄に押さえ込むことに成功している(図，図)．尚，これら

膜電池では固体電解質層として非晶質の LiPON が用いられはステンレス集電体基板上に形成した Si 薄膜であり，これている(28)(29)． LiPON とは Li3PO4 の酸素の一部を窒素に置に硫化物固体電解質圧粉体を押しつけ，対極 InLi 合金の半き換えたものであり，窒素を導入することで Li イオン伝導電池で計測した結果である． LiCoO2 等の正極層が成膜され度が向上すると言われている．しかしながら，窒素導入によた基板上に Si 薄膜を形成する場合，正極層との間に非晶質

る固体電解質としての安定性の低下が危惧されつつあるだけ

Li3PO4 薄膜があるとは言え，正極活物質上への Li3PO4 の成でなく，構成元素数が増えることで作製条件の最適化もより膜時と同様，正極への過度の Li 挿入・脱離(過放電・過充複雑となる．筆者は窒素の含まれない Li3PO4 で LiPON と電)を防ぐために試料電位の制御が必要となるが，Si 成膜時同等の伝導度が出るのであればわざわざ窒素を導入する必要には Li3PO4 成膜時よりも高い電位がかかる傾向があり電位はないとの考えで Li3PO4 の薄膜化に取り組んでいる．詳細

制御がより難しくなる．

は今後発表予定だが，RF マグネトロンスパッタリング法を一方の金属 Li は負極材料の中で最低電位かつ最高容量で用い，様々な困難を乗り越えた結果として，現状ではあるだけでなく，真空中での抵抗加熱蒸着法で成膜できるこ

LiPON と同等の 10－4 Sm－1 以上の伝導度を示す薄膜が再現とから，下地の正極層の電位を心配することなく簡便に成膜

性よくえられている．尚， Li3PO4 は非晶質であることが重できる．金属 Li 単体はドライルームでも扱われるが，金属要であり，一部でも結晶化すると伝導度は優に 3 桁以上低下してしまう．よって，成膜温度は非加熱，又は非常に低温とする必要がある． LLTO では主に基板温度が問題で下地の LiCoO2 等の活物質が壊れてしまうが， Li3PO4 ではこの問題はない．しかしながら，詳細は別に譲るが下地となる
LiCoO2 は正極活物質であり，プラズマを伴う Li3PO4 の成膜中に LiCoO2 へ電位が印加されればその電位に従って充電( Li が抜ける)，または放電(Li が挿入される)されるため，
試料電位を LiCoO2 が壊れない範囲内に制御できなければ過充電・過放電により結晶が壊れてしまい活性を失う．

.

負 極

薄

膜

薄膜型全固体電池の負極は，下地が単結晶又はエピタキシ
ャル薄膜であればヘテロエピタキシャル成長等により結晶成

図8

非晶質 Si 負極薄膜(膜厚 300 nm )の充放電サイク
ル特性．充放電時の電流密度は 10 mAm－2．僅かな酸素ドープにより容量を大きく下げることなくサイクル特性が向上する(34)．

図9

ナノポーラス非晶質 Si 負極薄膜の充放電サイク
ル特性の緻密膜との比較．充放電時の電流密度は10 mAm－2 ． ナ ノ ポ ー ラ ス 膜  7.4 gm－2 ， 厚 さ
4.73 mm．緻密膜7.0 gm－2，厚さ3.00 mm(35)．

長が可能なため Li4Ti5O12 等の結晶質の負極材料も選択肢となるが，非晶質の Li3PO4 固体電解質薄膜の上に Li3PO4 を結晶化させることなく負極を形成するには，低温形成が可能
で，結晶質でなくとも活性のある負極材料が必要となる．そのような負極の中で高容量なものとして，Si と金属 Li があげられる(30)．
まず Si は Li22Si5 の組成まで Li が合金化して挿入(ここではこの方向を充電と定義)できるため4000 mAhg－1 近くの理論容量となり(31)，負極材料中で最高容量の Li に肉薄する．
これは，現行のリチウムイオン電池における代表的な負極，グラファイトの実に 10 倍もの容量である．しかしながら充電時に体積が 3 倍以上に膨れ上がり，放電時には収縮する
ため体積変化に起因する欠落などで伝導パスが失われ，充放電サイクル時の容量低下が顕著という問題がある(32)．Li 挿入前の Si は結晶質でも構わないが，Li と合金化した時点でほとんど非晶質化し，それでも活性を失わないため結晶質である必要はない．筆者らも RF マグネトロンスパッタリング
法によって非晶質 Si 薄膜を形成し(33)(35) ，理論容量に迫る
容量を確認するとともに，酸素ドープ(34) ，及び He をスパ
ッタガスに用いたナノポーラス薄膜化(35) ，それぞれで高出



最近の研究

Na 程ではないものの大気中では不安定な材料である．ドラ

めた上でグローブポートを密閉する蓋(グローブハッチ)が装イルームなどで扱える金属 Li は表面に Li2CO3 などの不動備されているので，これを閉めてグローブとハッチの間に閉態被膜が形成されており(36) ，被膜がなければ大気と反応しじ込められた空気を真空排気すればよい．尚，ハッチを閉めて表面に LiOH や Li2CO3 を形成するだけでなく，窒素ともるのみで真空排気しなければ，ハッチ内に閉じ込められた空反応して暗赤色の Li3N を形成する．よって，蒸着法で金属気がゴムを透過してボックス内に流入していくためほとんど

Li の成膜を行うには，蒸着装置自体をアルゴン雰囲気等の効果はない．また，ハッチを閉めることなくボックス内を陽窒素ガス以外のグローブボックス内におさめることに加え，圧にして，グローブが大気側に張り出した状態にすれば大気蒸着後の不動態被膜のない金属 Li 膜が暴露される雰囲気の流入が防げそうにも思われるが，小さな穴が空いているグは，水分や酸素だけでなく窒素も存在しない不活性なものでローブであれば穴からの大気流入は防げるかも知れないが，ある必要がある．

隔壁でのガス透過は各ガス成分の分圧差(濃度差)を駆動力とグローブボックスで用いられるグローブの材質はゴムであする拡散であるため，グローブボックス内の圧力を上げてもり，全ての種類のゴムは大なり小なりガスを透過するが，分窒素のないボックス内と窒素だらけの大気との分圧差は不変

厚いほど透過しにくい．またゴムの種類で透過しやすいガス

なためガス透過は防げない．また，大気の流入は大気側からの成分も異なるが，中でもブチルゴムは全体としての透過量

試料を導入する時にも起こりえるので準備室(サイドボック

が最も少ないために多用されている．すなわちブチルゴムでス)で十分にガス置換することも重要である．

あっても少量ながらガスは透過しており，グローブが大気と大気流入を最小限にとどめたとしても，少量でも流入して触れている状態である限り常時大気が流入している．パージ

しまった窒素は除去しない限り留まっている．筆者は清浄型のグローブボックスであればパージ流量を大気の流入量以

Ti 表面やクライオヘッドによる吸着など，様々な窒素除去

上とすることでガス純度を保てる．しかしながら，循環精製法を試行・検討したが，一時的ではなく恒常的に窒素濃度を器型の場合，水分はモレキュラーシーブで除去しており，酸低減できる方法として，アルゴンガスの常時パージに行き着素については銅触媒やニッケル触媒等の酸化反応で除去する

いた．大気の流入速度にもよるが，筆者は常時 5 Lmin－1 程

ものや，揮発性有機分子の存在下で白金触媒を用いて酸素を度のアルゴンパージによって窒素濃度を二次電子増倍管付き

燃焼除去するもの等があるが，いずれにおいても水分と酸素の四重極型質量分析計で検出限界レベルにまで下げている．

の除去速度が大気の流入速度以上であるからこそ，露点と酸

グローブボックスの雰囲気以外にも良質な金属 Li 膜を蒸着

素濃度を下げることができている．しかしながら大気の成分法で得るためには，被蒸着面を清浄化するなど他にもノウハ

は主に窒素であり，一般的な循環精製器には窒素の除去能力

ウがあるがここでは割愛する．

がないため，窒素はゆっくりと，しかしながら確実に濃化していく．すなわち，アルゴン雰囲気で使用している循環精製.

薄膜型全固体電池

器型のグローブボックスでは何の手立てもしていなければ長期運用するだけで窒素濃度が上がっていく．このような雰囲

LiCoO2 正極薄膜，非晶質 Li3PO4 固体電解質膜，金属 Li

気に蒸着直後の活性な金属 Li 膜を曝すと，室温下でも比較

負極膜の順に集電体基板上に積層することで薄膜型の全固体的短時間のうちに表面が暗赤色に変色し Li3N となってしま

電池が作製できる．

う．窒素存在下で且つ水分量が多いとき程 Li3N の形成が顕

理想的には LiCoO2 の膜厚(実際には重量)で電池の容量が著であることから， Li の窒化は LiOH を経由しているので決まり，作製する時間と労力を除けば，表面平坦性が保たれはと考えている．尚，一般にグローブボックスにおいて窒素る限り膜厚に制限はない． LiCoO2 自体の電子伝導性は元々濃度があまり議論されないのは，酸素センサーや露点計のよあまり高くないが， Li が抜ける(充電される)ことで電子伝

うに比較的安価かつコンパクトな窒素センサーが存在しない

導 性 が 劇 的 に 上 が り ， バ ル ク 型 の 電 池 で は 10 mm 前 後 のことも影響しているように思われる．筆者はグローブボック

LiCoO2 二次粒子でも実用的な充放電ができている．しかも

ス内の窒素も含めた不純物ガスを常時モニターするために，一度充電状態にすれば過放電(例えば短絡等)しない限り電子

差動排気機構を備えた四重極型質量分析計を接続して，リア伝導性は保たれる． Li イオン伝導度については結晶方位依

ルタイムでアルゴン以外の不純物ガスの定性と定量を行って存性があることは明らかだが，最も歴史のある正極活物質でいる．最近は，安価ではないが，ターボ分子ポンプ込みの差あるにも関わらず信頼できる伝導度の数値データはまだない

動排気機構を内包していながら20 cm 角程におさまる非常に状況であり，厚膜化によるイオン伝導性に起因する高抵抗化

コンパクトな四重極型質量分析装置も販売されており，筆者(低出力化)の可能性は否めない．

も Li 蒸着用とは別のグローブボックスにて使用をはじめた
ところである(37)．

固体電解質膜である非晶質 Li3PO4 については，イオン伝
導度が 10－4 Sm－1 台であり，現行のリチウムイオン電池でグローブボックス内の窒素濃度を低く保つには，まず大気使われている電解液の 10－1～ 1 Sm－1 と比べると非常に小さ流入を防ぐ必要があり，そのためには未使用時にグローブをいため，可能な限り薄くして抵抗を下げる必要がある．しか大気に触れさせないことにつきる．グローブボックス内を真しながら薄すぎると LiCoO2 正極薄膜上のパーティクル等に空に引ける真空型のものでは，ボックス内にグローブをおさ

よって正極と負極が短絡する可能性が出てくるため，ある程

ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia Japan度の厚さが必要となってくる．筆者は 250 nm 程度でも電池.

動作を確認しているが，最小膜厚は下地の LiCoO2 薄膜の表

お

わ

り

に

面平坦性に加え Li3PO4 の膜質(恐らく酸素も含めた組成に起因)によっても左右されるため，厚めにしておいた方が無容量で有利なバルク型の酸化物系全固体電池の開発に向け難である．筆者は主に750 nm 程度で電池作製を行っている．

て，薄膜技術を駆使して薄膜型の酸化物系全固体電池を作製

金属 Li 膜については，蒸着法で比較的簡便に作製でき，し，なんとか電池動作が可能なところまでたどり着いた．既

実は高速堆積した方が良質な膜が得られることもあり，厚膜に薄膜電池が市販されている状況下で，本稿で示した結果は化することに何ら問題はない．その一方で，電池においてはある意味当たり前のことばかりで驚くようなものではない

正極と負極の容量バランスを考える必要があり，単純な比較が，まずは机上でそうあるべきことが実証できなければそのでは充電容量137 mAhg－1(＠4.2 V)の LiCoO

2 に対して 4000

先は望めない，というのが筆者のスタンスである．ここまで

mAhg－1 前後の金属 Li の必要量はほんの僅かである．それの感触として，電池特性は主に正極である LiCoO2 の，配向に加えて LiCoO2 薄膜は放電状態(Li が最も入った状態)で形方位だけでなく結晶品質で大きく左右されていると考えてい成され，充電時に Li が抜けて電解質層を介して負極側に金る．また，同じ LiCoO2 薄膜を用いて電池を作製しても，内属 Li として析出するので，理想的には金属 Li 負極の蒸着は部抵抗が大きいものや小さいものもできており，その違いは不要であり，集電体のみでよいことになる．しかしながら，成膜条件を含めた作り方に大きく依存している．今後はこれ

LiCoO2 から抜けた Li が全て可逆的に振る舞えばよいのだ

らのメカニズムを明らかにして高性能な薄膜電池を作製するが，一部の Li が固体電解質中や活物質・固体電解質界面等とともに，バルク型の酸化物系全固体電池の作製手法にフィにトラップされてしまうと，電池を組んだ直後の充電容量にードバックしていきたい．

対して放電できる容量が小さくなり，サイクル可能な容量が減ってしまう．さらに，前述のとおり金属 Li は不安定な材

本研究は，文部科学省の委託事業「ナノテクノロジーを活料であり，雰囲気次第で表面から Li3N ， LiOH ， Li2CO3 等

用した環境技術開発プログラム」，並びに科研費助成事業に変化していく可能性があるので， Li 原料が十分にあるの(16K06737)の助成を受けて行われた．ここに感謝申し上げ

であれば金属 Li は厚めに積んでおくべきである．筆者は水ます．

晶振動子を頼りに約 5 mm の金属 Li 膜を形成して電池を作製している．

文献これらを全て踏まえて作製した金属 Li /非晶質 Li3PO4 /LiCoO2 薄膜電池は良好に動作しており，例えば LiCoO2 薄膜の結晶配向方位が出力特性に与える影響などが明らかになってきている(図)．現在はそれぞれの部材の膜厚や成膜条
件，さらには電池作製後の後処理手法等について試験してさらに良好な電池動作を目指すとともに，各界面における抵抗の解析などの界面研究を遂行している．

図10



( 1 ) N. Kamaya, K. Homma, Y. Yamakawa, M. Hirayama, R.
Kanno, M. Yonemura, T. Kamiyama, Y. Kato, S. Hama, K.
Kawamoto and A. Mitsui: Nat. Mater., 10(2011), 682686.
( 2 ) Y. Seino, T. Ota, K. Takada, A. Hayashi and M. Tatsumisago:
Energy Environ. Sci., 7(2014), 627631.
( 3 ) Y. Kato, S. Hori, T. Saito, K. Suzuki, M. Hirayama, A. Mitsui,
M. Yoneyama, H. Iba and R. Kanno: Nat. Energy, 1(2016),
16030.
( 4 ) Y. Inaguma, C. Liquan, M. Itoh, T. Nakamura, T. Uchida, H.
Ikuta and M. Wakihara: Solid State Commun., 86(1993), 689

電子伝導性 SrTiO3 単結晶基板上に LiCoO2 (厚さ100 nm)，非晶質 Li3PO4，金属 Li の順に積層して形成したエピタキシャル正極薄膜電池の高率放電特性．(a)(001)配向 LiCoO2 薄膜，(b)(104)配向 LiCoO2 薄膜．1 Cとは活物質重量から算出した容量を 1 時間で充電又は放電するための電流値であり，100 C では充電・放電が36 s で完了することになる．

最近の研究

693.
( 5 ) T. Ohnishi, B.T. Hang, X. Xu, M. Osada and K. Takada: J.
Mater. Res., 25(2010), 18861889.
( 6 ) T. Ohnishi and K. Takada: Appl. Phys. Express, 5(2012),
055502.
( 7 ) K. Nishio, T. Ohnishi, M. Osada, N. Ohta, K. Watanabe and K.
Takada: Solid State Ionics, 285(2016), 9195.
( 8 ) K. Nishio, T. Ohnishi, K. Akatsuka and K. Takada: J. Power
Sources, 247(2014), 687691.
( 9 ) K. Nishio, T. Ohnishi, K. Akatsuka and K. Takada: J. Power
Sources, 261(2014), 412413.
(10) K. Okada, T. Ohnishi, K. Mitsuishi and K. Takada: AIP
Advances, 7(2017), 115011.
(11) K. Nishio, T. Ohnishi, K. Mitsuishi, N. Ohta, K. Watanabe andK. Takada: J. Power Sources, 325(2016), 306310.
(12) T. Ohnishi, M. Lippmaa, T. Yamamoto, S. Meguro and H.
Koinuma: Appl. Phys. Lett., 87(2005), 241919.
(13) T. Ohnishi, H. Koinuma and M. Lippmaa: Appl. Surf. Sci., 252(2006), 2466
2471.
(14) T. Ohnishi, T. Yamamoto, S. Meguro, H. Koinuma and M.
Lippmaa: J. Phys. Conference Series, 59(2007), 514519.
(15) T. Ohnishi, K. Shibuya, T. Yamamoto and M. Lippmaa: J.
Appl. Phys., 103(2008), 103703.
(16) T. Ohnishi, M. Lippmaa and T. Yamamoto: Mater. Sci.
Technol. Conference and Exhibition, MS and T'08, 1(2008),
280285.
(17) M. Hirayama, N. Sonoyama, T. Abe, M. Minoura, M. Ito, D.
Mori, A. Yamada, R. Kanno, T. Terashima, M. Takano, K.
Tamura and J. Mizuki: J. Power Sources, 168(2007), 493500.
(18) Q. Gan, R.A. Rao and C.B. Eom: Appl. Phys. Lett., 70(1997),
19621964.
(19) T. Ohnishi and K. Takada: Solid State Ionics, 228(2012), 80
82.
(20) T. Ohnishi, K. Mitsuishi, K. Nishio and K. Takada: Chem.
Mater., 27(2015), 12331241.
(21) H. Kawai and J. Kuwano: J. Electrochem. Soc., 114(1994),
L78L79.
(22) T. Okumura, T. Ina, Y. Orikasa, H. Arai, Y. Uchimoto and Z.
Ogumi: J. Mater. Chem., 21(2011), 1019510205.
(23) T. Ohnishi and K. Takada: Appl. Phys. Express, 4(2011),
025501.
(24) S. Kim, M. Hirayama, W. Cho, K. Kim, T. Kobayashi, R.
Kaneko, K. Suzuki and R. Kanno: Cryst. Eng. Comm., 16

ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia Japan(2013), 10441049.
(25) J.K. Ahn and S.G. Yoon: Electrochem. SolidState Lett., 8(2005), A7578.
(26) K.K. Bharathi, H. Tan, S. Takeuchi, L. Meshi, H. Shen, J.
Shin, I. Takeuchi and L.A. Bendersky: RSC Advances, 6(2016), 6197461983.
(27) 例えば http://www.cymbet.com/products/(28) J.B. Bates, N.J. Dudney, G.R. Gruzalski, R.A. Zuhr, A.
Choudhury, C.F. Luck and J.D. Robertson: Solid State Ionics,
5356(1992), 647654.
(29) N.J. Dudney, J.B. Bates and J.D. Robertson: J. Vacuum Sci.
Technol. A: Vacuum, Surf. Films, 11(1993), 377389.
(30) 例えば，菅野了次GS Yuasa Technical Report, 3(2006), 1
11.
(31) R.A. Huggins: J. Power Sources, 8182(1999), 1319.
(32) J.W. Kim, J.H. Ryu, K.T. Lee and S.M. Oh: J. Power Sources,147(2005), 227233.
(33) R. Miyazaki, N. Ohta, T. Ohnishi, I. Sakaguchi and K. Takada:J. Power Sources, 272(2014), 541545.
(34) R. Miyazaki, N. Ohta, T. Ohnishi and K. Takada: J. Power
Sources, 329(2016), 4149.
(35) J. Sakabe, N. Ohta, T. Ohnishi, K. Mitsuishi and K. Takada:Commun. Chem., 1(2018), 24.
(36) T. Fujieda, N. Yamamoto, K. Saito, T. Ishibashi, M. Honjo, S.
Koike, N. Wakabayashi and S. Higuchi: J. Power Sources, 52(1994), 197
200.
(37) https://www.atonarp.com/★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

大西剛

1996年 東京工業大学 大学院総合理工学研究科 修士課程修了
1999年 東京工業大学 大学院総合理工学研究科 博士課程修了
1999年 米国ローレンスバークレー国立研究所 ポス
ドク研究員
2000年 米国スタンフォード大学ポスドク研究員
2002年 東京大学物性研究所ナノスケール物性研究部
門 助手/助教
2008年 9 月 現職
専門分野薄膜成長全般◎主にパルスレーザー堆積法による機能性酸化物の薄膜作製に従事．蒸着，スパッタ等も含めて酸化物型
全固体電池における界面現象の研究を遂行．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★



第一原理計算に基づく非金属物質中の点欠陥挙動に関する理論的研究
熊

谷

悠

算が可能な，平面波基底を用いた第一原理計算プログラムパ

.

は じ

め

に

ッケージが広く利用されており，後者のスーパーセル法を用いることが主流となってきている．そこで本稿でも，後者の固有点欠陥や不純物元素は物質中に普遍的に存在し，電気方法に関して詳しく説明を行うこととする．

伝導性，光学特性，機械特性，イオン輸送特性，強誘電性，バンドギャップを有する物質中における電荷 q を持つ欠陥

超伝導性など多様な物性を支配する重要な役割を担ってい種 D の形成エネルギー Ef[D q]は，熱力学に基づいた次の式

る．また点欠陥は，これら基礎物性のみならず，太陽電池，で計算される(4)(5)．

光触媒，イオン伝導体，トランジスター，発光ダイオード
等，様々な実用材料研究とも密接な関係があり，点欠陥の性質を詳細に理解し制御することが，より優れた材料開発を行Ef[D q]＝{E[D q]＋Ecorr[D q]}EP
∑i ni ni＋q{eVBM＋DeF}(1)

ここで，E[D q]は欠陥を含むスーパーセルの全エネルギー，

う上で重要となる．そこで近年，計算手法の改善と計算機性

EP は欠陥導入前のスーパーセルの全エネルギー， ni は欠陥能の向上が相まって，第一原理計算を用いた点欠陥に関するを含むスーパーセルを構築する際に追加もしくは取り除いた理論研究分野が発展してきた(1)．

原子数で，原子を導入する場合は正，取り除く場合は負とな

私は 3 年前に，半導体中点欠陥の高精度第一原理計算手

る． Ecorr [ D q ]は後述するセルサイズ依存性の補正項であ法に関する解説記事をまてりあに寄稿している(2) ．そこでり，また ni は元素 i の化学ポテンシャル， eVBM は価電子帯

は，計算の実用例として，太陽電池の光吸収材料への応用が上端( VBM )のエネルギー位置， DeF は VBM からのフェル期待されている ZnSnP2 中の固有点欠陥計算に関する研究(3)

ミ準位のエネルギー位置を表す．但し eVBM は，任意性のあを紹介した．本稿では，前回とは少し異なる観点から，非金る静電ポテンシャルの基準に依存する為，計算プログラムや属物質中点欠陥を対象とした第一原理計算手法に関して解説

コアポテンシャルの取り扱い方によって変化する．しかし，を行った後，近年，我々が行ってきた研究進捗に関していく

式( 1 )において，E[D q]を足し合わせることで，ポテンシャ

つか報告する．

ルの定数シフトの寄与が相殺される為，ポテンシャルの基準
は結果に影響を及ぼさない．また，各欠陥における原子数と.

欠陥形成エネルギー計算の高精度化と諸問題

電子数の変化分は，系の粒子溜とのやり取りにより生じていることから，巨視的に見た場合，原子数・電子数が保存され物質中の点欠陥を対象に第一原理計算を行う際，結晶からている．式( 1 )は平衡条件を仮定して算出されており， ni

切り出してきた大きなクラスターを用意し，その中心に点欠は平衡している競合相との平衡条件下で算出される．例えば，

陥を配置したモデルを計算する方法と，単位格子を各格子ベ

MgO が Mg と平衡している場合， nMg は Mg 金属の化学ポ

クトルの長さがおおよそ同じになるように拡張したセル(ステンシャルとなり，nO は nMgOnMg となる．

ーパーセル)に点欠陥を導入し，周期的境界条件の下で計算

一般的な計算の流れとしては，まず DeF を変数として扱する方法の 2 種類がある．近年では，高速かつ汎用的な計い，考えられる欠陥種の様々な帯電状態のエネルギーを算出京都大学大学院工学研究科材料工学専攻特定准教授(〒606
8501 京都市左京区吉田本町 材料工学専攻量子材料学研究室)
Point Defects in Nonmetallic Materials from First Principles; Yu Kumagai(Department of Materials Science and Engineering, Kyoto
University, Kyoto)
Keywords: firstprinciples calculations, point defects, semiconductors, nitrides, sulfides, electronic structure
2019年 3 月11日受理[doi:10.2320/materia.58.320]



最近の研究

した後，電気的中性条件から平衡フェルミ準位 DeF を計算する(3)．

中性酸素空孔の形成エネルギーのセルサイズ依存性を示す．
これを見ると， 64 原子のスーパーセルであっても，その誤半導 体の電 気伝 導性を 示す キャリ ア濃度 は， おお よそ

差は無視出来る程に小さい．尚，本稿で出てくる計算結果は1012 1017 cm－3 の 範 囲 に あ り ， 原 子 サ イ ト 辺 り の 割 合 は全て，平面波基底 PAW 法(8) に基づく計算を， VASP コー

10－10 10－5 と極めて低い．そこで通常は，希薄極限におけド(9)を用いて行っている．この結果は，周期的に配列する欠る欠陥形成エネルギーを求めることを目的とする．しかしな

陥同士の弾性相互作用が極めて小さいことを意味する．しかがら，標準的な平面波基底のプログラムを用いる場合，高々し問題となるのは，点欠陥が帯電している場合もしくは水素

数百原子までのモデルしか取り扱うことができず，実際の欠様状態のキャリアをトラップしている場合である．

陥濃度と比べてより高濃度なモデルで計算を行うこととな

まず前者の帯電した点欠陥の場合を考える．3 次元的に同る．だが中性でかつ水素様状態のキャリアを捕縛していない

じモデルを繰り返す周期的境界条件下では，等間隔に並ぶ帯点欠陥であれば，100 原子程度からなるスーパーセルであっ電した欠陥と，静電ポテンシャルの発散を避けるための欠陥ても，希薄極限における欠陥形成エネルギーと非常に近い値と逆符号の電荷を持つ一様背景電荷が導入される．この結を算出することができる．例として図( a )に， MgO 中の果，欠陥同士及び欠陥背景電荷間の相互作用に起因する静図1(a, b) MgO 中での(a) 中性及び(b) 2＋に帯電した酸素空孔(5)，(c) 単斜晶 WO3 中での 2＋に帯電した酸素空孔(6)及び(d) ZnSnN2 中での中性に帯電した Zn 上に置換した Sn アンチサイト(7)の形成エネルギーのセルサイ
ズ依存性．横軸は，原子数の－ 1/3 乗に取っており，立方晶系では格子定数の逆数に比例する．エネルギー
は，相対誤差を評価するため，収束が見られる場合は最も大きなスーパーセルにて算出される値に補正項を加えたものを基準とし，そうでない場合は外挿して得られる値を基準とした．また(d) 中に128原子の計算でエネルギー的に最も高い位置にある占有準位，すなわちドナー準位の空間分布を示す．(e) SrTiO3 中の 2＋に帯電した酸素空孔における，TiO 方向の原子変位(上)とそれに伴う Bader 電荷により算出された電荷移行の値(下)．

ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia Japan

電相互エネルギーが，暗に E [ D q ]に含まれる．これは，通ができない．そのような一例として，最近我々は， SrTiO3

常 100 原子程度のスーパーセルを用いた場合，数 100 meV

や WO3 など，形式電荷から大きく乖離した特異なボルン有から数 eV のエネルギー誤差をもたらす．図 1(b)に 2＋に帯効電荷を示すペロブスカイト類縁酸化物(例えば SrTiO3 や電した MgO 中の酸素空孔の形成エネルギーのセルサイズ依

WO3 では，OBO(B＝Ti, W)直鎖方向の酸素のボルン有効存性を示すが，中性の場合とは対照的に大きなセルサイズ依

電荷はそれぞれ－5.5と－10.1)中では，2 価に帯電した酸素存性があることがわかる．尚，ここで算出される Ef [ D q ]空孔の形成エネルギーが，顕著なセルサイズ依存性を示すこ

は，背景電荷に起因する相互作用を含む為，計算しているモとを見出した(図 1( c ))(6) ．これらの欠陥周辺の原子変位とデルの欠陥濃度(例えば 100 原子モデル中の 1 つの空孔であ原子サイト上の静電ポテンシャルを解析した結果，カチオン

れば 1)におけるエネルギーに対応している訳ではないこが配位する方向の構造緩和に伴う，B サイト原子と酸素原子とに注意する必要がある．

間の電荷移行により，1 次元的に広がった欠陥状態が生じてこの周期的境界条件に起因するエネルギー誤差の補正項いることが分かった．図 1(e )に， SrTiO3 中の 2＋に帯電しEMP は，立方晶系を等方的に拡張した場合を仮定すると，た酸素空孔の例を示すが，通常の酸化物中では見られない長以下のように書き下すことができる(5)(10)．ただしこの補正

距離にわたる構造緩和と電荷移行が確認できる．これは Ti

の重要な前提条件として，欠陥がスーパーセルの中に収まっO 距離に大きく依存する共有結合性により，距離の変化に対ている必要がある．

して電荷移行が生じることに由来する．このような場合，小EMP＝EPC－

2pqQ 2pp2＋＋ O(L－5 )3eL3 3eL3(2)

さなスーパーセルを用いて計算すると，隣接するスーパーセル中の欠陥が大きく重なり合う為，欠陥がスーパーセルの中

ここで初項 EPC は，帯電した点欠陥を点電荷とみなしたに収まっていることを前提とした式( 2 )の補正の枠組みで際の補正エネルギー(点電荷近似)である．また e は誘電定数，はうまく補正できない(図 1 ( c ))．そこで，このような 1 次

L はスーパーセル一辺の長さ，p は欠陥の作る双極子モーメ

元的に広がった欠陥に関しては，異なるサイズのスーパーセント，Q は電荷の 2 次モーメントを表し，欠陥電荷 rd(r )を

ルを用いて得られた形成エネルギーを外挿するか，1 次元方用いて Q ＝∫

向に大きく拡張したスーパーセルを用いた計算を行う必要が存するため，通常100原子以上の大きさのスーパーセルではある．

r2 rd ( r ) dr と書ける． EPC は L1 オーダーで依主要な項となる．第二項は，欠陥の大きさを考慮した補正項

次に，水素様状態のキャリアをトラップした場合の問題をであり，数十原子といった小さなスーパーセルを用いた場合考える．例えば， Si において， Si サイトに置換した中性のには EPC と同程度の影響がある．また第三項は，欠陥間のB ( BSi)では，水素様に広がったホールが BSi を中心にトラ

双極子双極子相互作用に対する補正項であり，通常は無視ップされる．その捕縛エネルギーは 45 meV と極めて低く，できる程に小さい．

多くのホールが室温( 26 meV )で VBM に励起され，電気伝歴史的には， Leslie と Gillan が，KCl と CaF2 中の点欠陥導に寄与する事ができる．その時，ホールの有効半径は数を対象に，点電荷近似を用いた補正を行った(11)．その後，

nm と極めて大きく，数百原子程度のスーパーセルでは，やMakov と Payne が，スーパーセル法を用いて分子のイオン

はり隣接するスーパーセル中のホールと強く重なり合う為，

化ポテンシャルを算出するため，式( 2 )を導出した(10) ．だ

点欠陥の形成エネルギーを精度よく計算することができなが固体中の点欠陥計算においては，欠陥電荷の空間分布

い．孤立した水素様状態のキャリアをトラップした欠陥の例

rd(r )が結晶中では陽に定義できず，欠陥電荷の 2 次モーメ

として，図 1(d)に窒化物半導体 ZnSnN2 中の，中性の Zn サ

ント Q を直接算出することができない．そこで，第二項を

イト上 Sn アンチサイト(SnZn0)のセルサイズ依存性を示す．

近似的に計算する為の様々な方法が提案されてきた．その内Sn0Zn では，図 1 ( d )の中に示すように， 2 つのゆるくトラッ

最も洗練された方法の 1 つが，2009年に Freysoldt らによりプされた水素様電子がスーパーセル全体に広がっている．こ

提案された方法(FNV 法)である(12)．この方法では，欠陥かの時，同じ中性である MgO 中の VO0 ではみられなかった顕ら遠く離れた場所での静電ポテンシャルと点電荷モデルの下

著なセルサイズ依存性がみられる．さらに興味深いことに，で計算される静電ポテンシャルの定数シフト量を用いて，直SnZn0 は SnZn2＋ と極めて近いセルサイズ依存性を示す．これ

接計算することができなかった第二項を間接的に計算するこは，空間的に広がった水素様ドナー電子が背景電荷と同様のとができる(2)(5)．しかし従来の FNV 法では，厳密には立方役割を担い，帯電した欠陥と相互作用するためである．同様

晶系にしか適用できなかったため，我々は FNV 法を任意ののことは， ZnO 中の格子間亜鉛に関しても報告がなされて結晶系に適用できる拡張法を提案した(拡張型 FNV 法)(5)．

いる(13)．これを見ると 1024原子のモデルを用いた場合であ

これにより，多様な物質中の様々な種類の点欠陥の形成エネっても，エネルギーが 0.3 eV 程過小評価され，その結果，ルギーを，100原子程度の小さなスーパーセルを用いた場合

伝導帯下端( CBM )から見た欠陥の遷移準位が過大評価されでも， 0.2 eV 以下の誤差で算出することが可能となった．

る．一般に，水素様状態を高精度に計算するためには，数万

詳細に関しては，文献(2)(5)を参照していただきたい．

原子以上からなるスーパーセルを採用する必要があるた

しかしながら，式( 2 )に基づいた補正の枠組みでは，欠め(14) ，通常，水素様状態のキャリアに関しては，捕縛エネ

陥がスーパーセルの中に収まっていない場合にはうまく補正

ルギーなどの定量的な議論を避け，定性的に浅い準位を有す



最近の研究

る水素様状態であることを言及するに留めている．

( a )に示す．尚， 2 元系硫化スズ研究での計算は，構造緩和と全エネルギーの評価はファンデルワールス補正(16) を加え.

様々な物質系への応用

た PBE 汎関数(17) で行い，バンド端の算出には PBE 計算に基づいた GW0 近似(18) を用いた．これを見ると， CBM は

ここからは，先に紹介した研究手法を用いて，いくつかの0.2 eV の範囲で同程度の位置に存在するが， Sn2S3 の VBM

物質中の点欠陥を対象に，我々が行った研究に関して紹介すは， SnS と比べて 0.4 eV 低くなっている．これは，価電子る．

帯を構成する Sn 5s 由来のローンペアが作る占有バンドの

元系硫化スズ(15)数が半分になることから，バンド分散が小さくなることによ

2 元系硫化スズは，安価でかつ地球上に豊富に存在するス

ズと硫黄元素で構成されていることから，様々な材料としての応用が期待されている．図に示す様に，2 元系硫化スズには SnS, SnS2 及び Sn2S3 の 3 つの安定な組成が存在する．
SnS は歪んだ GeS 構造と見て取れる層状構造を有しており，鉱物として天然に存在する． SnS は，太陽電池の光吸収層としての応用が検討され，また熱電材料やバレートロニ
クスの観点からも注目されている．一方， SnS2 も同様に層状構造を有しているが， SnS とは異なり， Sn 層を S イオン
で挟んだ電気的に中性な SnS2 層が弱いファンデルワールス
力で結合している．その応用としては，2 次元系半導体や Li電池の電極，ガスセンサー，フィールドエミッターなどが考えられている．また Sn2S3 は，局所的に SnS と SnS2 の構造を有しており，Sn2＋ と Sn4＋ の異なる価数の Sn が 1 つの物
質で安定的に実現している極めて珍しい物質である．しかしながら他の 2 つの物質と異なり，Sn2S3 を材料として応用することを目的とした研究は皆無である．
我々は，電子構造，バンド端位置，点欠陥特性の計算を通して，2 元系硫化スズの半導体材料としての性質を理解することを目的とした．特に各 2 元系硫化スズが異なる伝導性を示す原因の解明と，ドーピングによる両極性発現の可能性に関する検討を行った(15)．
まず真空準位を基準としたバンド端位置の計算結果を図

図3図2(a) SnS，(b) SnS2 及び(c) Sn2S3 の結晶構造図．
Sn2S3 においては， Bader 電荷に基づいて定めたSn の形式電荷及び非等価な S サイトを示している．

(a) 第一原理計算により得られた，真空準位を基準とした価電子帯および伝導帯のエネルギー位置．ここでは表面構造の依存性を取り除く為，電気的に中性な面において，構造緩和をしない条件下での計算値を示している．( b, c ) SnS，(d, e) SnS2，( f) Sn2S3 中の固有点欠陥形成エネルギーのフェルミ準位依存性． SnS 及び
SnS2 に関しては，(b, d) Snrich，(c, e) Snpoor 条件下での値を示している．詳細は本文を参照．

ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia Japanると思われる．一方 SnS2 では，ローンペアが作るバンドがながら， Sni の作るフェルミ準位のピニング位置は， VBM

完全に非占有になるため， VBM が更に 1 eV 程低くなってから 0.2 eV 程度であり，適切なドーパントを導入することいる．

により p 型伝導が実現可能になると思われる．そこで Sn2＋

次に図 3( b )( f )にそれぞれの 2 元系硫化スズ中の固有点と Sn4＋ のどちらのサイトにおいてもアクセプターとなると欠陥の計算結果を示す．ここで，SnS と SnS2 に関しては，期待される，1 価カチオンドーパントを対象に第一原理計算

Sn rich と Sn poor の両方の条件を示しているが， Sn2S3 でを行った．

は化学ポテンシャルの可変な範囲がほぼゼロである為，SnS

図に， Sn2S3 に導入された Cu, Na, K 不純物が， Sn サと SnS2 の両方と平衡する条件下での欠陥形成エネルギーを

イト，S サイト，格子間サイトのいずれかを占有した際の欠算出している．

陥形成エネルギーを示す．これから，ドーパントのイオン半

図 3(b, c)より，SnS 中の主要な欠陥種は Sn 空孔(VSn)及径 が 大 き い 程 ( Cu : 0.074 nm ， Na : 0.113 nm ， K : 0.151

び S 空孔(VS)であることがわかる．また，Snrich 条件下でnm)(21)，格子間サイトでのエネルギーが増大し，Sn2＋ サイ

は，フェルミ準位が価電子帯に近い位置に存在する場合，Sトに入る方が相対的に安定となる．その結果，イオン半径がサイト上の Sn のアンチサイト欠陥( SnS )のエネルギーが大最も大きい K ドーパントが p 型 Sn2S3 実現のための良い候

きく下がる．これらの欠陥の内，VSn は浅いアクセプター，

補となる．

VS は深いドナー， SnS は深いドナー及びアクセプターになることから， SnS の p 型伝導の起源は VSn に由来すると思ScN(22)わ れ る ． ま た バ ン ド 端 位 置 の 解 析 と Malone ら の 先 行 研

13族窒化物は，GaN の LED への応用を初めとし，様々な究(19)から，塩素元素が適切な n 型ドーパントとなることが産業用途へと応用されている．最近では，単結晶や薄膜の生予測されるが，事実，最近塩素ドーピングによる n 型 SnS

成技術の向上と共に， 13 族窒化物のみならず，新規窒化物が実験的に報告されている(20)．

の探索とその応用に関する基礎・応用研究が精力的になされ一方，図 3(d, e)を見ると，SnS2 では VSn の形成エネルギ
ーが非常に大きい．これは SnS では，Sn 周りの S が 3 配位であるのに対し， SnS2 では 6 配位となっていることによるるようになって来た． ScN もそれら新規窒化物の 1 つとして，近年，精力的に研究がなされている．
13 族窒化物がウルツ鉱構造を取るのとは対照的に， ScNと思われる．また， SnS2 で実験的に報告されている n 型伝は岩塩型構造を有する．また 13 族窒化物と比べて極めて安導は，格子間のスズ(Sni)に由来すると思われる．一方 SnS

定であり(図( a ))，それが高融点，高硬性に繋がっていでは高いエネルギーを有する Sni が SnS2 で低くなるのは，

る．実際，マテリアルズプロジェクトの計算データベー

SnS2 における層間がより広がっているためである．この結ス(23)によると， ScN は 95種の 2 元系窒化物の中で最も安定

果，Sni が 0.8 eV 以上の深いフェルミ準位のピニングを形成である．さらに最近では，光電子材料，熱電材料，ピエゾ素

することから，p 型ドーピングが極めて困難であると推測さ

子材料としての応用研究が報告されている．

れる．このことは， SnS2 が他と比べて極めて深い VBM を形成することとも一致する．

点欠陥挙動に関しては，窒素空孔や酸素，フッ素，タンタ
ル元素などの不純物の混入により，高濃度の電子キャリアがまた Sn2S3 では， SnS と SnS2 の平均的構造を取ることか

自 発 的 に 導 入 さ れ る ． そ の 結 果 ， Burstein Moss シ フ

ら推測される通り， S が 3 配位する 2 価の Sn 空孔( VSn(II) )ト(24)(25)により，出発原料や合成条件に依存して，光学ギャと Sni のエネルギーが低くなっている．その結果，Sn2S3 のップが 2.0 eV から 2.8 eV の範囲で変化する．だがもし電子n 型伝導は Sni によりもたらされていると思われる．しかしキャリアを更に導入することで光学ギャップを紫外領域にま

図4



Sn2S3 における，(a) Cu，(b) Na 及び(c) K 不純物の欠陥形成エネルギー．ドーパントの化学ポテンシャルは単体のエネルギーに設定しており，主に各図における相対的なエネルギーが重要となる．

最近の研究

図5

HSE06汎関数により計算された，(a) 3 族及び13族窒化物における形成エネルギーと(b) 真空準位を基準とした価電子帯および伝導帯のエネルギー位置．(b) では，電気的に中性な表面モデルにおいて，構造緩和を行わない場合の結果を示している．

で広げることができれば，透明導電膜への応用が期待でき，
逆に電子キャリアを抑制することができれば，半導体材料と

図6

しての応用の可能性が開ける．また 3 族窒化物の点欠陥の特性を知ることで， 13 族窒化物における点欠陥挙動に対しても重要な知見を得ることが可能となる．そこで本研究では，

ScN 中の( a, b ) 固有点欠陥，( c, d ) 不純物及び(e) Mg と C ドーパントの点欠陥形成エネルギーのフェルミ準位依存性． (a, c) は Scrich，(b,d, e) は Nrich の条件下での結果を示している．
詳細は本文を参照．

ScN 中の固有点欠陥と不純物元素を対象に第一原理計算を行うこととした．
まず 2 元系硫化スズの場合と同様，真空準位を基準としたバンド端位置を図 5(b)に示す．尚， ScN の計算には，半置し， Ta が Sc サイトに位置する場合に安定となるが，そ導体のバンドギャップを良く再現することが知られるの全てがドナー型欠陥となっている．

HSE06 汎関数(26)を用いている．この結果を見ると，13族窒

この結果から， VN 及び窒素サイト上の不純物が抑制され化物と比較して， 2 eV 程高い位置に VBM があることがわ

る Nrich 条件において p 型化が期待される．そこで Nrich

かる．これは，13族窒化物が 4 配位であるのに対して，ScN

条件において，アクセプタドーパントとして期待される Mg

は 6 配位と配位数が増えることにより，価電子帯のバンドと C 不純物の計算を行った．その結果， C ドープでは窒素分散が大きくなることによると考えられる．実際，価電子帯

サイトに置換する場合においてもエネルギーが極めて高いが，の軽い方向の有効質量は 0.8 m0 ( m0 は自由電子の質量)であMg ドープでは， Sc サイトに位置することで浅い準位を形り，GaN の 2.0 m0 と比べて半分以下の値となっている．

成し，フェルミ準位が VBM 近傍に位置する場合でも，窒素次に図(a)(d)に，ScN 中の固有点欠陥及び不純物の形

空孔よりエネルギーが低くなるという結果が得られた．事成エネルギーに関する計算結果を示す．ここでは， Sc rich

実，最近 Saha らは Mg ドーピングによりホールを 2 × 1020

及び Nrich の両方の条件を示しているが，ScN が極めて安

cm－3 の濃度で導入することに成功しており，それらは深い定であることから，合成条件によって化学ポテンシャルが大準位を形成しないことを確認している(27)．

きく変化し，その結果，欠陥形成エネルギーも大きく変化する．特に N 空孔( VN )の形成エネルギーは， Sc rich 条件下

ZnSnN2ではフェルミ準位の広い範囲でエネルギーが負になっている

ZnSnN2 は，1.4 eV のバンドギャップ，バンド端近傍での一方で，Nrich 条件では非常に高くなっている．また Sc 空

高い光吸収係数，非常に軽い電子キャリア有効質量(0.7 m0)

孔，格子間欠陥，アンチサイト欠陥の形成エネルギーは，あと GaN 並みのホールキャリア有効質量( 2.0 m0 )を有するこらゆる化学ポテンシャル，フェルミ準位の範囲で極めて高くとから，新規の太陽電池光吸収材料として注目されている．

なっている．不純物に関しては，O，F，H が N サイトに位

しかしながら，光吸収材料としての応用を見据えた場合，深ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia Japan

い準位を形成する欠陥種の抑制や，自発的に導入される伝導欠陥と酸素及び水素不純物の計算結果を示す．ここで，各元電子の濃度を減らす必要がある．そこで我々は，2 元系硫化素の化学ポテンシャルは， Zn 及び Sn と平衡する条件に定スズ，ScN と同様，ZnSnN2 中における固有点欠陥と酸素及めているが， ZnSnN2 の生成エネルギーは 0 に近いため，

び水素不純物の計算を行った．

ZnSnN2 の安定領域における化学ポテンシャル依存性は無視

ZnSnN2 は，ウルツ鉱構造においてカチオンサイトが Zn出来る程に小さい．

と Sn で占有された構造を有する．その配列に関しては，図

この結果を見ると，両モデルにおける点欠陥形成エネルギ

(a)に示す直方晶の規則モデルがエネルギー的に安定になーは互いに類似していることがわかる．これは規則モデルとることが報告されているが， N の周りに Zn と Sn が 2 つず

不規則モデルの局所構造が殆ど同じであることによると思わ

つ配位する場合，すなわち局所的に電気的中性条件( LCN )れる．また ZnSnN2 では，上述した ScN と同様，自発的にを保つ場合には，エネルギーは大きく変化しない．実際

高濃度のドナー電子が導入されていることが知られている．

Lany らは，LCN を保ちながら不規則化している構造が低温

本計算結果から，その起源として，亜鉛サイト上のスズアンにおいても安定になるという理論予測を報告している(28) ．

チサイト欠陥，窒素空孔，格子間水素，窒素サイト上の酸素

そこで我々も，エネルギー的に安定な直方晶の規則モデルにの 4 つが考えられる．一方，形成エネルギーが低くかつ局

加え，モンテカルロ焼きなまし法により構築した LCN を満

在準位を形成する欠陥が存在しないことから，ZnSnN2 は太たす不規則モデルを用いて点欠陥計算を行うこととした．

陽電池の光吸収材料として，大変有望であると言える．

本計算には ScN と同様， HSE06 汎関数(26) を用いた．ままた電子キャリア濃度に関して，近年 Fioretti らは水素雰ず構築したそれぞれのモデルに対して構造最適化を行い，バ囲気下でかつ Znrich 条件で生成すると電子キャリア濃度をンドギャップを評価したところ，規則モデル，不規則モデル

4 × 1016 cm－3 ま で 減 ら す こ と が で き る こ と を 報 告 し て い

ともに 1.4 eV と実験値と非常に良い一致を示すことを確認

る(29) ．これは，アクセプターとして働く Sn サイト上の Zn

した．

(ZnSn)が格子間水素でパッシベーションされることで，電荷

図 7 ( c )( f )に，規則モデル及び不規則モデル中の固有点補償するドナー生成を抑制し，その後，格子間水素を熱により取り除くことでキャリア濃度が減少するというメカニズムで説明している．しかしながら，その場合，局在準位を有す
る ZnSn が残されるため，光吸収材料としては望ましくないと思われる．
そこで我々は，合成時の窒素の化学ポテンシャルをあげる
ことで，ドナー型の不純物を抑制する方法を提案する．例えば Cu3N は準安定な窒化物として知られており，アンモニア
合成法などを用いることで，窒素の化学ポテンシャルを分子基準から 1 eV 以上高い状態を実現することで初めて合成されると考えられている(30) ．よって Zn rich の条件下において，窒素の化学ポテンシャルを上げ，同時にスズの化学ポテ
ンシャルを下げることで，ドナー型の欠陥を抑制することを検討した．その結果，図に示すように，4 種類全てのドナ

図7



(a) 直方晶の規則モデルと(b) 局所的に電気的中性条件を満たす不規則モデルの結晶構造．(c, e)
規則モデル，( d, f ) 不規則モデルにおける，( c,d) 固有点欠陥，(e, f) 酸素及び水素不純物の点欠陥形成エネルギーのフェルミ準位依存性．

図8

Znrich 条件下において，窒素の化学ポテンシャ
ルを 1 eV 上げた場合の欠陥形成エネルギー．比較のため，図 7 ( c )中の SnZn と ZnSn の形成エネ
ルギーを破線で示す．

最近の研究

ー型欠陥の形成エネルギーが増大し，電子キャリア濃度を1014 cm－3 にまで減らすことが可能となることを確認した．

.

お わ

り

に

本稿では，非金属物質中の点欠陥を対象に第一原理計算を行う際の基本的な流れ，理論背景，注意点について説明を行った．さらに第一原理点欠陥計算の応用例として，2 元系硫化スズ， ScN, ZnSnN2 中の固有点欠陥，不純物及びドーパントの計算結果を紹介した．今後はさらなる計算技術・計算機性能の発展に伴い，個別の物質に限定されない横断的な点
欠陥計算など更なる進展が起こることが期待される．
本研究は主に，東京工業大学 大場史康氏，荒木真彦氏，角田直樹氏との共同研究のもと遂行されました．また文部科
学省元素戦略プロジェクト〈研究拠点形成型〉東工大元素戦
略 拠 点 ( TIES ) ， 日 本 学 術 振 興 会 の 科 研 費 ( 15H05541,
15H04125, 17H01318 )，および JST さきがけ，公益財団法人村田学術振興財団による助成のもと遂行されました．ここに謝意を表します．

文献( 1 ) F. Oba and Y. Kumagai: Appl. Phys. Express, 11(2018),
060101130.
( 2 ) 熊谷 悠まてりあ，55(2016), 221224.
( 3 ) Y. Kumagai, M. Choi, Y. Nose and F. Oba: Phys. Rev. B, 90(2014), 125202.
( 4 ) S. B. Zhang and J. E. Northrup: Phys. Rev. Lett., 67(1991),
2339.
( 5 ) Y. Kumagai and F. Oba: Phys. Rev. B, 89(2014), 195205.
( 6 ) N. Tsunoda, Y. Kumagai, M. Araki and F. Oba: Phys. Rev. B,
99(2019), 060103(R).
( 7 ) N. Tsunoda, Y. Kumagai, A. Takahashi and F. Oba: Phys. Rev.
Appl., 10(2018), 011001.
( 8 ) P. E. Bl äochl: Phys. Rev. B, 50(1994), 17953.
( 9 ) G. Kresse and J. Furthm äuller: Phys. Rev. B, 54(1996), 11169.
(10) G. Makov and M. C. Payne: Phys. Rev. B, 51(1995), 4014.
(11) M. Leslie and N. J. Gillan: J. Phys. C: Solid State Phys., 18(1985), 973.
(12) C. Freysoldt, J. Neugebauer and C. G. Van de Walle: Phys.
Rev. Lett., 102(2009), 016402.

ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia Japan(13) F. Oba, A. Togo, I. Tanaka, J. Paier and G. Kresse: Phys. Rev.
B, 77(2008), 245202.
(14) G. Zhang, A. Canning, N. G .Jensen, S. Derenzo and L.W.
Wang: Phys. Rev. Lett., 102(2009), 016402.
(15) Y. Kumagai, L. A. Burton, A. Walsh and F. Oba: Phys. Rev.
Appl., 6(2016), 014009.
(16) S. Grimme, S. Ehrlich and L. Goerigk: J. Comput. Chem., 32(2011), 1456.
(17) J. P. Perdew, K. Burke and M. Ernzerhof: Phys. Rev. Lett., 77(1996), 3865.
(18) H. Hedin: Phys. Rev., 139(1965), A796.
(19) B. D. Malone, A. Gali and E. Kaxiras: Phys. Chem. Chem.
Phys., 16(2014), 26176.
(20) H. Yanagi, Y. Iguchi, T. Sugiyama, T. Kamiya and H. Hosono:Appl. Phys. Express, 9(2016), 051201.
(21) R. D. Shannon: Acta Crystallogr. Sect. A, 32(1976), 751.
(22) Y. Kumagai, N. Tsunoda and F. Oba: Phys. Rev. Appl., 9(2018), 034019.
(23) A. Jain, et al.: APL Mater., 1(2013), 011002.
(24) E. Burstein: Phys. Rev., 93(1954), 632.
(25) T. S. Moss: Proc. Phys. Soc. London Sect. B, 67(1954), 775.
(26) A. V. Krukau, O. A. Vydrov, A. F. Izmaylov and G. E.
Scuseria: J. Chem. Phys., 125(2006), 224106.
(27) B. Saha, M. Garbrecht, J. A. PerezTaborda, M. H. Fawey, Y.
R. Koh, A. Shakouri, M. MartinGonzalez, L. Hultman and T.
D. Sands: Appl. Phys. Lett., 110(2017), 252104.
(28) S. Lany, A. N. Fioretti, P. P. Zawadzki, L. T. Schelhas, E. S.
Toberer, A. Zakutayev and A. C. Tamboli: Phys. Rev. Mater.,
1(2017), 035401.
(29) A. N. Fioretti, A. Stokes, M. R. Young, B. Gorman, E. S.
Toberer, A. C. Tamboli and A. Zakutayev: Adv. Electron.
Mater., 3(2017), 1600544.
(30) K. Matsuzaki, K. Harada, Y. Kumagai, S. Koshiya, K. Kimoto,
S. Ueda, M. Sasase, A. Maeda, T. Susaki, M. Kitano, F. Oba
and H. Hosono: Adv. Mater., 30(2018), 1801968.
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

熊谷悠

2010年 3 月 京都大学大学院工学研究科博士課程修了
2010年 4 月2011年 3 月 京都大学大学院工学研究科
特定研究員
2011年 4 月2012年11月 スイス連邦工科大学 JSPS
海外特別研究員
2012年12月2015年 8 月 東京工業大学元素戦略研究センター特任助教
2015年 9 月2016年11月 東京工業大学元素戦略研究センター特任講師
2016年12月
2018年11月 東京工業大学元素戦略研究センター特任准教授
2018年12月現職
専門分野半導体物性理論◎第一原理計算を用いた半導体物性の理論研究とその応用に従事．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

表面科学的視点に基づくエネルギー・物質変換触媒材料の開発
轟

直

人

表面原子上で起こる化学反応であるため，電極触媒作用に起

.

は じ

め

に

因する反応電流を増加するために，可能な限り単位電極面積あたりの反応表面積を最大化することが肝要である．特に，金属・酸化物を中心とした不均一触媒は，窒素肥料原料と電極触媒として頻繁に利用される Pt, Pd などの貴金属類をして必須なアンモニアの合成，自動車の排気ガスに含まれる用いる場合は，電極触媒を用いた電気化学システム全体のコ

窒素酸化物の無害化，建築物外壁の汚れ防止に利用される光ストが触媒コストに左右されることが多い．そのため，貴金触媒反応など，現代生活に欠かせない化学反応プロセスを成属系電極触媒の触媒活性は単位金属担持量当たりの反応電流立させている，いわば陰の立役者である．一般的に，不均一

値，すなわち質量活性を基に議論される．したがって，表面触媒における触媒作用(Catalysis)は，気相(反応物質)固相

積を増大するため，実用電極触媒材料は大きくても数十(触媒)の二相界面で起こる熱化学的な触媒反応を指すことがnm ，大半は数 nm のナノ粒子にし，カーボンなどの導電性多い．一方，液相(電解液)固相(触媒)の二相界面，もしく粉末に担持して利用される．

は気相(反応物質)液相(電解液)固相(触媒)の三相界面において，電子の授受が絡む電気化学反応場での触媒反応を“電極触媒作用( Electrocatalysis )”と呼ぶ．著者は，この電極触媒作用およびその材料に魅了され，大学院時代より一貫して電極触媒の基礎研究に携わってきた．著者の知る限り，本学会には電極触媒関連分野に明るい方はそう多くないはずである．そこで本稿では，まず電極触媒材料の特徴について説明しつつ，これまでの著者の研究成果を紹介したい．

.

電極触媒作用とその材料

電極触媒作用は，燃料電池，水の電気分解，電気化学的物
質変換(有機電解合成， CO2 還元反応)，金属空気電池の充放電反応等で応用されており，低炭素社会を構築するための各種エネルギー変換デバイスおよび物質変換プロセスの核となる存在である(図)(1)(3) ．他にも，電解塩素生成や電解メッキ，電気化学センサーにも応用されている．
電極触媒作用は通常の触媒作用と同様，基本的に材料の最図1

電極触媒作用の応用先と触媒材料の例．

東北大学大学院環境科学研究科先端環境創成学専攻助教(〒9808579 仙台市青葉区荒巻字青葉 6
602)
Development of Energy Conversion Catalytic Materials Based on Surface Scientific Approach; Naoto Todoroki(Graduate School ofEnvironmental Studies, Tohoku University, Sendai)
Keywords: electrocatalysis, surface science, fuel cell, electrochemical carbon dioxide reduction, platinum alloys, molecular beam epitaxy
2019年 2 月27日受理[doi:10.2320/materia.58.328]



新 進 気 鋭

一方，触媒反応メカニズムを議論する立場に立った場合，

ph＝1 程度の強酸かつ高電位負荷環境という多くの材料にとナノ粒子触媒ではその特性に影響する様々な構造因子，すなって過酷な環境であり，また自動車用途の材料であることかわち，粒子サイズ(分布)，粒子形状，組成，表面原子配列なら高い安定性・耐久性が求められる(10) ．燃料電池の低コス

どが共存するため，得られた触媒特性にこれらの因子がどのト化のためには究極的に Pt を一切使用しない非 Pt 触媒がように影響しているかを明らかにすることは困難である．こ

理想的であるが，現状では Pt の合金化やコアシェル化によのような課題に対し，表面原子配列が規定された単結晶モデ

り Pt 使用量を低減する低 Pt 触媒の開発が主流である(11) ．

ル触媒を用いたアプローチが極めて有効である．

著者らは，高い ORR 活性を示すことが知られる PtNi 合金

固相気相の二相界面における不均一触媒反応に対する単結晶モデル触媒を用いた研究は， 2002 年にノーベル化学賞

触媒について，表面合金モデル触媒試料を作製し触媒表面近傍構造が触媒特性に及ぼす影響を調査した．

を受賞した Gerhart Ertl がパイオニアであり， Fe 触媒上で合金系で得られた結果の前に，単結晶を用いることによりのアンモニア合成反応( fisher tropsh 反応)や Pt 表面の CO観察できる特徴的な電気化学的挙動をご紹介する．図に過酸化反応について革新的な成果を残した(4)．電極触媒分野においても，これまで Pt を中心として，純金属単結晶を用いた電極触媒特性の表面原子配列依存性や反応メカニズムの解明を目指した研究が数多くなされてきた(5)(8) ．一方，合金単結晶を用いた研究はいくつかあるものの，その製造法の難しさ等の要因から純金属単結晶のそれに対し報告例は非常に少ない．
著者らはこれまで燃料電池触媒を始めとした様々なエネル
ギー変換触媒材料に関し，表面科学的視点に基づく研究開発
を通じ，合金・コアシェルなどの高性能な実用触媒材料開発に寄与する様々な基礎的知見を提供してきた．次項ではその研究アプローチと研究成果の一部を紹介する．

.



著者らの研究成果

研究アプローチ

電極触媒材料開発に対する，著者らの研究アプローチは，
超高真空中において原子層オーダーで金属薄膜を堆積可能な
分子線エピタキシ法などのドライプロセス法を用いた単結晶モデル合金・コアシェル触媒の作製，その電極触媒特性評価

図2

著者らの研究アプローチ単結晶合金・コアシェ
ルモデル触媒の構築と表面構造解析，その電気化学特性評価．

図3

Pt 低指数面単結晶電極のサイクリックボルタモ
グラム．

を特徴としている．図に研究アプローチの概念図を示す．
超高真空チャンバー内で作製したモデル触媒試料は，その場で走査トンネル顕微鏡(STM)や X 線光電子分光法(XPS)，
低速電子回折(LEED)などにより，表面構造・組成や化学状態を規定し，試料搬送ベッセルを用いて電気化学測定システ
ムが備え付けられたグローブボックス中に搬送し，電極触媒特性を評価する．このように，試料作製から触媒特性評価に至るまでの一連のプロセスを一切大気暴露することなく行う
ことにより，超高真空環境で規定した表面構造によく対応する電気化学的な電流電位曲線(サイクリックボルタモグラ
ム)が得られる(9)．


燃料電池カソード触媒酸素還元反応

自動車用動力源として開発が進められている固体高分子形
燃料電池( PEFC )では，カソード反応である酸素還元反応(Oxygen Reduction Reaction: ORR)の反応速度が遅く，PEFC 全反応の律速段階となるため，現状では多量の Pt が触媒として用いられており，燃料電池自動車の普及のためには Pt 使用量削減が必須である．また， PEFC のカソードは

ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia Japan塩素酸中で測定した Pt(hkl)単結晶電極のサイクリックボル

キン層が形成され表面が安定化するだけでなく，下地層に存

タモグラムを示す．低電位側の反応電流は Pt 表面における在する Ni との電子的相互作用により Pt 表面の電子状態が水素イオンの吸着脱離反応に起因し，結晶面に応じて特徴的変化したことが示唆される．これらの表面合金試料の ORR

なピークを示すことがわかる．一方，高電位側は水の酸化に活性(図 4 ( b ))は 550°
C 試料が Pt( 111)の約 9 倍， 300°
C 試料

よる Pt 表面への OH 分子の吸着反応であり，特に Pt ( 111 )が約 5 倍となり，(111)面を有する Pt スキンの形成が Pt 合

表面ではバタフライピークと呼ばれる上下対称のピークが現

金触媒の ORR 活性向上に重要であることが明らかになった．

れる．このような水素および OH 種の吸着脱離反応は Pt 電

次に，上記で検討した 1 原子層厚の Pt スキンを有する表

極表面の原子配列を電気化学環境下で in situ 測定可能な面合金試料上に，更に数原子層の Pt を堆積し，ORR 活性・“指紋”となる．

耐久性の Pt スキン層厚依存性を調査した．図に 14 原子

Pt は多くの電極触媒反応に対し表面原子配列依存性を示

層の Pt スキンを有する PtNi 表面合金試料について，耐久

すことが知られる．fcc 金属である Pt は(111)面の表面エネ性試験として 1000 サイクルの酸化還元電位サイクルを施す

ルギーが最も小さく，特に形態制御しない限りナノ粒子系で前後の ORR 活性をまとめた．最も高い活性を示す Pt スキ

も( 111)面が最も高い割合で現れる．そこで， Pt ( 111)基板

ン層厚は試験前では 2 原子層であったが，試験後には 3 原

上に合金化元素として 1 原子層相当の Ni を熱処理下で堆積子層となった．サイクル試験前後試料についての走査トンネ

し，その ORR 活性を調査した(12)(13)．図(a)のサイクリッ

ル顕微鏡観察， X 線光電子分光測定から表面構造・組成のクボルタモグラムから，基板温度300°
Cでは低電位側にシャープなピークが現れており，これは Pt(110)面のそれとよく似ている．この結果から， 300 °C では試料最表面に Ni が残存しており，電気化学測定により Ni が溶出した結果，表面欠 陥 が 生 じ こ と が 推 測 さ れ る ． 一 方 ， 550 °C堆積試料は300°
C 試料のようなピークは確認されず，また Pt(111)と比較して全体の反応電流が著しく減少していることがわかる．
特に，高電位側の酸化反応の立ち上がり電位が高電位シフトしており，Ni との合金化により最表面 Pt 原子層への酸素種の吸着エネルギーが低下したことが示唆される．別途，超高真空中において吸着 CO 分子をプローブとした赤外反射吸収
分光測定から， 550 °C 試料は最表面下層に Ni が拡散し最表面に単原子層の Pt が偏析した Pt スキンを形成していることが推測された．よって，より高温での熱処理により Pt ス

図4



図5

Ni/Cu(111)および Pt/Cu(111)表面合金の電気化学的 CO2 還元特性．(文献(18)より許可を得て転載)

PtNi 表面合金のサイクリックボルタモグラム(a)と酸素還元反応活性(b)．異なる Pt スキン層厚を有する Pt
Ni 表面合金の耐久性試験前後の ORR 活性(c)．

新 進 気 鋭

図6(a)オンライン電気化学質量分析装置．Au(hkl)低指数面単結晶電極表面上における CO2 還元反応の電流電位曲線(b)，生成 CO 分子の OLEMS スペクトル(c)，生成 CO の選択率(d)．(文献(19)より許可を得て転載)

変化を評価したところ， 1 原子層試料は最表面下層の Ni が原子層以下堆積した表面合金をモデル触媒として合金化の効

ほとんど溶出し，表面構造が原子レベルで荒れていることが果を検証した(図 5 )(18) ．本研究では，どちらの元素を堆積わかった．一方， 3 原子層試料は Ni の溶出が僅かであり，した場合でも Cu の主な CO2 還元生成物であるメタンの選初期表面構造がよく維持されていた．したがって，原子レベ択性が向上することはなく， ECR の競合反応である水素発ルで厚膜化した Pt スキンが Ni 溶出の保護層として働いた

生反応の選択性が上昇した．興味深いことに，異種元素の堆ことが推測される(14)．実触媒への応用を考えた場合，Pt ス

積量がわずか0.1原子層でも ECR の選択性が著しく変化した．

キン層は厚くなるほど耐久性が上がるものの， ORR 活性は

Pt でその影響が顕著であり，これは Pt が ECR 反応中間体

低下しコストも上がるため不利である．本研究結果は，原子である表面吸着 CO 分子に対し親和性が高く，還元反応素過レベルでの Pt スキン層厚制御が高活性・高耐久性を両立す

程が CO 吸着で止まり，Cu(111)の反応サイトを含め追反応る合金触媒開発に必須であることを示唆している．著者らはを阻害してしまうためであると推測される．

原子層厚の Pt シェルを有するコアシェル型触媒に関しても他方， Au については Au ( hkl)単結晶低指数面の CO 選択

検討し，コアシェル表面・界面構造や， Pt シェルに働く表性を自作した電気化学オンライン質量分析装置(Online Elec-

面歪みが電極触媒に与える影響を明らかにしている(15)(17)．

trochemical Mass Spectrometry; OLEMS)を用いて調査し

物質変換触媒電気化学的 CO2 還元反応

温室効果ガスである CO2 を一酸化炭素，メタンなどの有た(19) ． OLEMS を用いることで，電極電位掃引により生成する気体をオンライン分析し，電極電位と生成物選択性の関係を明らかにすることができる．実際，図に示すように用な化学物質(化成品)に高効率かつ高選択的に変換すること

Au(110)面は(111)，(100)面に対し ECR による CO 生成のができれば，大きな CO2 削減効果が得られる．近年， CO2

反応過電圧が著しく低く，また数倍の CO 選択性を示すこと

変換手法の一つとして電気化学的 CO2 還元(Electrochemicalがわかった．これは最表面原子層の配位数と良い相関があ

CO2 Reduction: ECR)法が検討されている．ECR で得られり，配位数が 7 である(110)面，すなわちナノ粒子においてる還元生成物は使用する電極触媒の種類に依存し，例えば

エッジサイトに相当する低配位サイトが高い CO 選択性を示

Cu 上ではメタンやエチレンが，Au 上では CO が選択的に生す可能性を示唆している．

成する．しかしながら，現状では実用化に見合う高い変換効率を示す電極触媒は見つかっておらず，高効率かつ高選択で

.

お

わ

り

に

CO2 を還元する触媒の開発が求められている．著者らは，
Cu および Au 基単結晶をモデル触媒として，その ECR 特性を調査した．
Cu ( 111)単結晶を基板として， Ni および Pt をそれぞれ 1

ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia Japan

本稿では，電極触媒材料およびその作用について，これまでの著者らの研究成果の一部を中心に紹介した．著者は表面
科学的アプローチを柱として電極触媒研究に取り組む一人で

あるが，この分野の研究者のほとんどは電気化学もしくは触媒化学をバックグラウンドとする．電極触媒材料の開発に限った話ではないが，既存材料に置き換わる革新的な材料開発のためには異分野からの新しい視点が欠かせない．著者は本稿で紹介した燃料電池， CO2 還元触媒の他に，水電解による水素生成用酸化物触媒に対し表面科学的視点から新規材料開発に取り組んでおり，酸化物のような化合物触媒について
も，材料科学的な視点に基づく精緻な構造・組織制御により，革新的な電極触媒材料の開発に繋がると強く信じる．本学会に所属する材料科学研究者の方々の電極触媒材料開発への参画を強く期待したい．
最後に，本稿で述べた研究成果は東北大学大学院環境科学研究科和田山研究室で得られたものです．学部学生時代よりご指導頂いている和田山教授に心より感謝申し上げます．また，燃料電池電極触媒に関する成果は新エネルギー・産業技術総合開発機構( NEDO )の受託により， CO2 還元触媒の成果は先端的低炭素技術開発( ALCA )および科研費基盤研究(A)の支援により実施されたものです．関係各位に感謝申し
上げます．

文

献

( 1 ) Z. W. Seh, J. Kibsgaard, C. F. Dickens, I. Chorkendorff, J. K.
Norskov and T. F. Jaramillo: Science, 355(2017), 112.
( 2 ) O. Groger, H. A. Gasteiger and J.P. Suchsland: J.
Electrochem. Soc., 162(2015), A2605A2622.
( 3 ) N.T. Suen, S.F. Hung, Q. Quan, N. Zhang, Y.J. Xu and H.
M. Chen: Chem. Soc. Rev., 46(2017), 337365.
( 4 ) G. Ertl: Angew. Chem. Int. Ed., 47(2008), 35243535.
( 5 ) N. M. Markovic and P. N. Ross: CATTECH, 4(2000), 110



126.
( 6 ) A. M. a. GomezMarin, R. Rizo and J. M. Feliu: Catal. Sci.
Technol., 4(2014), 16851698.
( 7 ) E. Herrero and J. M. Feliu: Current Opinion in Electrochemistry, 9(2018), 145150.
( 8 ) Y. Zheng, Y. Jiao, A. Vasileff and S.Z. Qiao: Angew. Chem.
Int. Ed., 57(2018), 75687579.
( 9 ) N. Todoroki and T. Wadayama: Electrochemistry, 83(2015),
101105.
(10) 大門英夫，稲葉 稔触媒，56(2014), 161
166.
(11) M. Shao, Q. Chang, J.
P. Dodelet and R. Chenitz: Chem. Rev.,
116(2016), 35943657.
(12) N. Todoroki, Y. Iijima, R. Takahashi, Y. Asakimori and T.
Wadayama: J. Electrochem. Soc., 160(2013), F591F596.
(13) T. Wadayama, N. Todoroki, Y. Yamada, T. Sugawara, K.
Miyamoto and Y. Iijama: Electrochem. Commun., 12(2010),
11121115.
(14) N. Todoroki, Y. Asakimori and T. Wadayama: Phys. Chem.
Chem. Phys., 15(2013), 1777117774.
(15) N. Todoroki, Y. Bando, H. Watanabe, Y. Tani and T.
Wadayama: Electrochim. Acta, 212(2016), 822827.
(16) N. Todoroki, H. Watanabe, T. Kondo, S. Kaneko and T.
Wadayama: Electrochim. Acta, 222(2016), 16161621.
(17) M. Asano, R. Kawamura, R. Sasakawa, N. Todoroki and T.
Wadayama: ACS Catal., 6(2016), 52855289.
(18) N. Todoroki, N. Yokota, S. Nakahata, H. Nakamura and T.
Wadayama: Electrocatalysis, 7(2016), 97103.
(19) N. Todoroki, H. Tei, H. Tsurumaki, T. Miyakawa, T. Inoueand T. Wadayama: ACS Catal., 9(2019), 13831388.
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

轟直人

2010年 4 月 昭栄化学工業 入社
2014年 3 月 東北大学大学院工学研究科知能デバイス
材料学専攻博士後期課程 修了
2014年 4 月現職
専門分野電極触媒，表面化学◎燃料電池等の電気化学的エネルギー変換デバイスに用いられる電極触媒材料の基礎研究に従事．現在は酸化物系触媒に興味を持ち，水電解水素生成用電極
触媒材料開発にも取り組んでいる．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

新 進 気 鋭

図1

スイス連邦材料試験研究所(EMPA)．

.

.

は じ

め

に

私は，仙台高等専門学校の材料工学科および生産システム
デザイン専攻を修了後，東北大学大学院工学研究科材料シス
テム工学専攻博士前期課程へ入学しました．現在は，博士後期課程に在籍しており，成田史生教授の指導の下で研究を行っております．この度，本稿を執筆する機会を頂きましたので，博士課程に進んだきっかけをこれまでの研究を振り返りながら述べ，また，現在の研究と留学先で感じていることを紹介させて頂きます．

.

高専および博士前期課程での研究

仙台高専では，熊谷進先生の指導を受け，表面硬化処理の一つである窒化処理に関する研究を行いました．熊谷研究室
ではガス窒化処理を行っていたのですが，アンモニアの分解
過程で窒素が鉄鋼材料の表面から侵入し，窒素化合物により鉄鋼材料の表面が硬化するという点はとても興味深い現象でした．また，熊谷進研究室に在籍中，5 週間のインターンシップに参加し，株式会社パーカー熱処理工業技術研究所でも窒化処理に関する研究に携わりました．インターンシップ中は，社会の厳しさ，研究の大変さ，自分の知識の足りなさを痛感し，様々なことを学びました．また，同時に普段自分の行っている研究がどのように社会に貢献しているかを知ることができ，研究の面白さというものも肌で実感しました．さらに，企業で一つのプロジェクトに参画できたことは今となって大変貴重な体験であったと感じております．このインターンシップの経験がなければ，博士前期課程はもちろん後期
課程にも進んでいなかったと思います．
博士前期課程に進学してからも，成田教授のご厚意もあり，仙台高専で行っていた研究を続けながら，機能性材料として注目されている磁歪材料の研究を実施させて頂きました．これまで磁性材料の研究を行った経験はなかったので，研究を始めた当初は大変不安でしたが，材料が磁場を受ける
ことによって伸びたり縮んだり(逆に力を受けると材料の磁化が変化)する現象はとても魅力があり，磁歪材料は様々な分野で応用できる可能性を秘めているのではないかと大変惹かれるものがありました．また，東北大学には非常に多くの実験設備が揃っており，様々な装置を用いて研究できることはとても素晴らしいことだと感じました．
前期課程で修了して企業に就職した場合，折角興味を持ち始めた磁歪材料の研究が途中で終わり中途半端になってしまうと感じ，自分が納得するまで研究したいという気持ちもあったので，後期課程に進むことを決意しました．

ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia Japan

博士後期課程での研究

博士後期課程では，組織制御や材料力学の観点から，磁歪材料の振動発電特性を上げることに興味を持ち，研究を進めております．また，今年の 2 月からは，スイス連邦材料試
験研究所( EMPA )にて，磁歪材料の新たな可能性を示すための研究を実施中です(図)．
研究所には様々な国から研究者が集まっており，話し合いをする時はもちろん英語が必須です．研究を円滑に進めるた
めには，コミュニケーションが重要で，どんなに拙い英語でもとりあえず恐れずに話さなければ何も始まらないということを痛感しました．文法が多少間違っていても，絵を描いた
りボディーランゲージを交えれば，相手は言いたいことをなんとなく理解してくれます．正しい英語を話さなければいけないと頭の中で考えているうちに言えなくなってしまうよりは，瞬時に話して会話が途切れないように努めることが大切であることに気づきました．装置や薬品などの表記はほとん
どスイスドイツ語(スイス人が使用するドイツ語)で表記されているので，来た当初は何が何だか分かりませんでしたが，最近は自分から色々な人に，これはどういう意味なのか，この装置はどのように使用するのか，積極的に質問するよう心がけております．
また，月に一度グループ全体で進捗報告会があるのですが，英語でプレゼンし，質疑応答も英語で行う必要があります．私の苦手とするプレゼン力を鍛えられる良い機会だと思って懸命に取り組んでおります．私以外の外国人留学生および研究者は，重要な会議の発表時にも時折冗談を交えて笑いを誘うユニークさと余裕を兼ね備えており，嫌であろう会議にも楽しく参加しているのは見習うべきであると感じました．

.

お

わ

り

に

博士後期課程に進んでから，また，留学してから，自分の足りない部分がとても浮き彫りとなりました．専門知識，英語，コミュニケーション力など，もっと磨いていかなければいけないことに気づかされました．この点を重点的に，日々の努力を惜しまず，階段を一歩一歩着実に上り(成田教授の受け売り)，もっともっと成長していきたいと思います．また，成田研究室では，日本人学生としては一番上の立場なので，上手く研究室をまとめられるようリーダーシップを発揮
し，研究室のみんながついてきてくれるような人望の厚い人を目指して，みんなと一緒に希望の未来に向かってはばたいていければと思います．
最後になりますが，成田教授をはじめこれまでご指導を頂きました先生方ならびに現在ご支援をいただいております皆様に，改めて心より感謝いたします．まだまだ至らぬ点が多々ありますが，今後ともよろしくお願い申し上げます．
(連絡先〒9808579 仙台市青葉区青葉山 66
02)(2019年 4 月 4 日受理)[doi:10.2320/materia.58.333]



1.2 MeV 原子分解能・ホログラフィー電子顕微鏡の開発
品

田

博

之

. 開 発 の 背 景
透過電子顕微鏡で観察に使用する電子ビームのエネルギーは一般に 100 keV～300 keV であるが，できるだけ厚い試料(試料の薄片化は必要だが)を鮮明に観察するために，エネル
ギーが 1 MeV ～ 3 MeV の超大型の超高圧電子顕微鏡と呼ばれるものも存在する．また，電子線ホログラフィー法(1)などを用いれば，材料内部の電磁場を原子レベルの分解能で計測し，その量子現象を解明することもできる．電子線ホログラ
フィー法は 1948 年にガボールが発明し 1978 年(1) に実用化された．その後，高分解能化と，より厚い試料の観察を可能にすべく 1 MeV 超高圧ホログラフィー電子顕微鏡が開発された( 2000 年稼働)(2) ．今回取り上げる 1.2 MeV の原子分解能・ホログラフィー電子顕微鏡は， 1 MeV 装置の成果を踏

図1

まえ，電子顕微鏡に関する最新の技術を結集して 2010 年から 2014 年にかけて，内閣府総合科学技術・イノベーション
会議により制度設計された最先端研究開発支援プログラムに

原子分解能・ホログラフィー電子顕微鏡の概要
高い安定性を確保するため，高圧電源を電子顕微鏡本体から分離した 3 タンク方式の 1.2 MV の
超高圧電子顕微鏡．

より，日本学術振興会を通じた助成により開発された．現在，磁石，電池，超伝導材などの高機能材料の機能・特性を生み出している量子現象の解明や先端機能性材料の研究開発

それを実現した．


エネルギーのばらつきを抑えた 1.2 MeV の電子ビー
ム加速のための 3×10－7 の高安定－1.2 MV 電源シスなどに活用されている．

テム

. 装 置 の 概 要

電子ビームを長時間安定して放出できる 3× 10－10 Paの極高真空電子銃装置の構造は図に示す通り－1.2 MV 高電圧発生回路，



分解能の劣化要因を排除する，高い遮音性と低雑音

電子銃制御電源，そして電子銃と加速管が収められた三個の性≦ 20 dB (＞ 200 Hz )，床振動≦ 7.2 × 10－4 cm /タンク，そして電子顕微鏡本体で構成され，タンク内部の部

sec2 ( ＠ 100 Hz ) を 備 え ， 空 調 停 止 後 室 温 変 化 品には電子を加速するための－1.2 MV の高電圧がかかって±0.2°
C/8 hr の専用建屋いる．また，高圧電源から発生するノイズの影響を抑えるた.

め，それらは電子顕微鏡本体から離して設置され，－ 1.2

開

発

裏

話

MV を 2 本の高電圧ケーブルで繋ぐ構造となっている．装置の特徴は「世界唯一，球面収差補正器を搭載した超高分解
能超高圧電子顕微鏡であって，電子線ホログラフィー計測が可能な装置＝原子分解能レベルで材料内部の電磁場を計測できる装置」である．電子顕微鏡において収差補正器の性能を開発における予期せぬ技術的トラブルのうち 2 件について紹介することで何らかのお役に立てればと思う．


高電圧ケーブルの耐電圧引き出すには，搭載される電子顕微鏡本体に非常に高い安定顕微鏡を収める建屋内に新規開発した高電圧電源や高電圧性が要求され，大型の超高圧電子顕微鏡には搭載されたこと

ケーブルを搬入し，－1.2 MV の高電圧の印加テストを実施がなかった．この開発では下記の超高安定化技術を開発してしたが，－900 kV で放電(耐電圧不良)が起きてしまった(図株式会社日立製作所 研究開発グループ 基礎研究センタ主管研究長(〒350
0395 埼玉県比企郡鳩山町赤沼2520番地)
1.2MeV Atomic Resolution Holography Electron Microscope; Hiroyuki Shinada(Research & Development Group Center for Exploratory
Research, Hitachi, Ltd., Hikigun, Saitama)
Keywords: transmission electron microscope, electron holography, ultra-high voltage electron microscope, aberration collector, electricalbreakdown, acceleration tube, contamination, high stability high-voltage generator, high-voltage cable
2019年 2 月21日受理[doi:10.2320/materia.58.334]



新技術・新製品裏話

図4




変色した碍子○の部分が顕著に変色．

加速管の汚染電子を 1.2 MeV に加速するため 44 段の電極と碍子からなる円筒状の大型部品があり加速管と呼んでいる(図)．最上
段 － 1.2 MV ， 最 下 段 0 V で ， 各 段 30 kV 程 度 が 印 加 さ れる．ただし最初は電極と碍子の接合部の微小突起や残留ガスなどにより 20 kV すら安定して印加できず，ヒーターを備えた巨大な蓋をかぶせてベーキングにより脱ガスを行い，その後各段に電圧をかけて小さな放電を故意に発生させて異物を飛ばしたり微小突起を丸めたりすることで初めて実用に供する．あるとき，ベーキング後に加速管の碍子の外部(非真図2

放電発生後の高電圧ケーブル先端部．
高電圧印加試験を行ったところ放電が発生
し，樹脂の表面に放電の痕が残った．

空部)が褐色に変色してしまった(図)．変色部を分析した
ところ金属銅と塩化銅であった．これを完全に除去するには
碍子表面を薄く削り，再洗浄後再度ベーキングを繰り返すことになり数カ月を要してしまう．ケーブル放電対策により計
図3

加速管
高さ～1.8 m
直径～40 cm．

画は遅延，このままでも電圧がかかるようになる可能性はある中での瀬戸際の判断だったが原因究明と対策を決断した．
社内の材料や分析技術関係者の協力を仰ぎ，塩素混入原因探索，銅付着メカニズムの解明と防止策を立てた．なんと汚染

)．2000年に完成した 1 MeV の電子顕微鏡用に開発したケ

原因は，塩素成分をわずかに含む作業用手袋を蓋内へのヒーーブルの設計を踏襲し，それに余裕を持たせた構造で，工場ター設置作業で使用した際に，破れた破片のごく一部が内部出荷前に－1.3 MV の電圧印加試験をパスしていたにもかかに残存していたためであった(炭化した微小破片を発見)．並

わらずであった．放電原因の仮説を立てては，検証実験を繰行して加速管の再生処理・洗浄を行い，2 か月程度で電圧をり返したが究明にはなかなか至らなかった．そこで，一つの安定に印加することができた．その後もいくつかの技術的な決定的な原因ではなく複合要因であると考え，それらが運悪

困難はあったものの，タングステンの単結晶を観察して 43

く重なる状況を想定して検討を進めた．まずは，電圧印加後pm の格子間隔を再現性よくとらえることができ，目標とし定常状態に落ち着くまでの電荷の動的挙動を取り入れたシミていた世界最高分解能記録( 2014年当時)を 2014年 11月に達ュレーションにおいて，電場がほとんどゼロとみなされてい成できた(3)．

た場所にそれなりに高い電場が発生するタイミングがあることが分かったが，それは放電を引き起こすほどの強度ではな

.

お

わ

り

に

かった．そこで，複合要因となりうる理想状態からの乖離(微小異物やバリや寸法公差に伴う空気だまりの存在など)を高電圧の安定印加実現までの裏話 2 件に絞ったが他にも仮定して計算した結果，放電が起こりうるという結論を得

多くの苦労を味わった．類似の成功例があったとはいえ，新た．その結果を受けて，問題となる部位の電場上昇を強制的しいものを開発する際には思わぬ落とし穴があるのだというに抑え込む電極を新設したところ，問題は解決した．十数年ことと失敗事例を正式な文書として残しておくことの大事さ

前の 1 MeV 装置でも同じような電位上昇は起きていたはずを身をもって学ぶこととなった．

なのだが，その際は運よく他の要因の程度が小さかったのだ．これにより得た教訓は，自明なことだが以下の二つである．「(数少ない最初の)成功は(運が良かっただけ)失敗のもと」「一度できたことは必ずできるのであきらめない」．

ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia Japan文献( 1 ) A. Tonomura, et al.: Jpn. J. Appl. Phys., 18(1979), 9
14.
( 2 ) T. Kawasaki, et al.: J. Electron Microsc., 49(2000), 711
718.
( 3 ) T. Akashi, et al.: Appl. Phys. Lett. 106(2015), 074101.



新アトマイズ技術の開発
株式会社東北マグネットインスティテュート
部長

.

は じ

め

管理統括部

帆足卓起

に

図1

一般的なアトマイズ法の模式図．

釈され，さらに誘導磁気異方性や粒間の磁気結合を考慮する
ことでより正確に理解される(2)．ここで，低い保磁力を実現あるお客様からこのような質問をされたことがある．「こするためには適切な急冷凝固組織を作りこまなければならなの開発成果はベンチャーだから得られたと思うかそれとも

い．化学組成によって，均質なアモルファスであったり，あ

大企業がやっても同じ成果が得られたと思うか」同一の業

るいは主に Cu 原子からなる微小な結晶粒を含むヘテロアモ

務を異なる組織で併行に進めたことが無いので保証は出来な

ルファス構造(初期微結晶とも言う)を形成させる必要があいが，後になって振り返ればベンチャーならではと思われる

る．いずれにしても溶融金属をごく短時間で冷却凝固させる点がいくつかあったので，ご紹介したい．

ことが前提である．しかしながら従来の多くのアトマイズ法
ではその冷却速度が不充分なため本開発材料を製造すること.

株式会社東北マグネットインスティテュートの成り立ちが極めて困難である．そのため，当社は急冷凝固に特化した独自のアトマイズ装置および製造プロセスを自社で開発することとした(図)．

株式会社東北マグネットインスティテュートは，産業競争

そもそも磁性粉末の研究は非常に困難を伴う．粉末は，そ力強化法に基づく文部科学省の認定特定研究成果活用支援事の粒子径に一定の分布を持った粒子の集合体である．さら業の一環で 2015 年 11 月に設立したジョイントベンチャーでに，粒子の形状も真球では無く，例えば断面の長軸短軸比もある．国立大学で生み出された技術シーズを社会に普及させ

決して狭くない分布を有している．磁性粒子の集合体の磁気ることを目的とし，株式会社東北大学ベンチャーパートナー

特性(透磁率や保磁力)は，粒子径や粒子の形状に強く依存すズほか民間 5 社の出資でスタートした．当社の技術シーズ

るため，データの取り扱いが難しい．薄帯と比べて表面積もは，永年にわたり，東北大学が中心的に研究を牽引してきた数桁大きいので，表面酸化などの影響も受けやすい．また，

非平衡材料の軟磁性金属材料分野における研究成果である

あくまで粒子の集合体としての特性しかわからないため，材FeSiBPCu 系のナノ結晶合金の技術である．高飽和磁束料の物性値を取得することが困難である．こうした事情か密度であることを最大の特長とし(1)，電磁鋼板よりも薄肉のら，その研究例は薄帯よりも圧倒的に少ない．ケイ素鋼や銅ため高周波特性に優れ，従来のアモルファス・ナノ結晶系材

粉等のアトマイズ技術について，多くの偉大な研究がなされ料よりも大きな電流を流すことが出来る．本材料の応用開発てきたのは言うまでもないが，ナノ結晶材料に特化したアトも，当社の設立以前からなされ，例えば板厚 20 ～ 25 mm 程

マイズ技術の報告例は未だわずかであった．そこで，当社の度の薄帯形状試料を打ち抜き積層したり巻回することで，モ開発リソースを新しいアトマイズ技術開発に充てることにしーターやトランスへの活用検討が進められてきた．当社はそた．

の流れを引き継ぎ，既に顧客への薄帯のサンプル提供を一部開始している．一方で，圧粉コア用の軟磁性粉末市場も決し.

新アトマイズ技術の開発て無視できない．特にアトマイズ粉末の市場は拡大の一途を辿っており，当社としても NANOMETのアトマイズ粉末

国立研究開発法人科学技術振興機構の研究成果最適展開支

を薄帯に続く主力製品と位置づけ，その開発を急いでいる．

援プログラムの委託を受けて開発を進めている．材料の製造
プロセス開発は，装置の価格が高い，装置が大型化しやす.

量産に向けた技術課題

い，電力等のインフラも相当量使用する，実験回数が制限され統計解析できるほどのロット数を稼ぐのが難しい，といっ本報で扱うナノ結晶材料は，アモルファスを母相とした急たいくつかの問題がある．そのため，当プログラムを実施で冷凝固組織を熱処理して得られる非常に微細な結晶粒と，粒きているのは本当に助けとなった．応用開発まで行う場合，

界のアモルファス相からなる多相組織を有する材料を言う．

どうしてもキログラムスケールで溶解できる装置が必要であ

様々な文献や化学組成により定義が異なるが，ここではそのる．当社は，幸運にも廃棄直前の中古のアトマイズ装置を入

平均結晶粒子径を25 nm 以下としておく．ナノ結晶材料はそ

手でき，これに改造を加えることで当社の要求するスペックの保磁力が低いこともメリットのひとつである．ナノ結晶材に仕上げることができた．このめぐり合いも大きかった．さ料の保磁力は Herzer によるランダム磁気異方性モデルで解て，装置が手に入ったところで，肝心なのは開発の中身であ

材料発ベンチャーるが，湧いてくるのはありきたりのアイデアで，なかなか決タルをはじめとした株主のおかげであった．振り返れば，は定打に至らなかった．しかしここで大学発ベンチャーのメリ

じめから装置を持っていないことがプラスに働いた面もあっットを発揮できた．当社は東北大学のキャンバス内に本社をた．ナノ結晶材料のアトマイズ開発ゼロベースで取り組めた

置いているので，東北大学に在籍されている世界有数の研究のもベンチャーのメリットだったと思う． HPWA/YK 法の者の方々にすぐにお会いすることが出来た．特に当社はアト開発チームメンバーの経歴も様々で，化学・表面分析や，構マイズ分野で後発企業であることから，正面から従来技術と造材料，溶鋼プロセス，ナノクラスタ，コイル開発など，材戦っては不味と考え，関連性のある異分野の技術を積極的に料の量産立ち上げ経験がある者はひとりだけである．むしろ取り入れる作戦をとった．その中で急冷凝固にかかるヒント“畑”にこだわることなく何にでも取り組み，表面分析屋がを得，当社独自のアトマイズ技術につなげることが出来た．

機械部品の製作図を読み込んだり，構造材料屋が磁気特性を多くの先生方にアドバイスを頂けたことに，この場をお借り測定して化学組成を設計したり，コイル開発屋が防塵マスク

して厚くお礼を申し上げたい．

をつけて粉体を取り扱ったりと，一人ひとりの頭の中で材料

図は当社のアトマイズ技術“HPWA/YK 法”で作製しと機械と製造方法が結び付けられてきている．垣根を取り払た 粉 末 の SEM 像 と XRD プ ロ フ ァ イ ル で あ る ( 図) ． 目

うことで，物事の理解が深まり業務の動き出しが早くなる．

下，改善過程にあるものの，表面がやや平滑で球形に近い粒

とりあえず何でも自分でやってみることで，自らの限界を知子を得た．また XRD プロファイルからもわかるように，ほり，早めに外部に頼ることが出来る．当社に来る前と後ではぼアモルファス単相を得ることが出来た．得られた粉末を熱

名刺の減りが 3 倍以上早くなったと思う．それだけ多くの処理してナノ結晶化させた結果，飽和磁束密度は 1.70 T を方のお世話になっている．ゼロベースで，垣根を越えて，ス得た(1)．従来のアモルファス材料(例えば1.30 T)よりも格段

ピード感を持って取り組めることが，ベンチャーならではとに進歩したと言える．今後は HPWA/YK 法の改善を急ぐと思われる．こうした動きで，材料のベンチャーは難しいとい

ともに，コア評価を進めていち早く市場に投入できるよう，う既成概念を払拭していきたいと考える．

開発を進めていく．

「人数をかけたらもっと早く出来る」「専門の部隊を集めればもっと良いモノが出来た」「もっと分析装置があれば」「大.

ベンチャーだからできること

企業であれば応用開発がもっと早く進んだ」と考える時もある．それもおそらく正解である．しかし東北大学と協力して一般的に言えば，材料の分野はベンチャーにとっていささ

支援プログラムの委託を受けることが出来たか，軽いフット

か不利である．比較的大型の装置や経験のある技術者が必要

ワークで情報を集め異分野からのアプローチで新しいアトマだからである．にも関わらず会社を設立できたのは，東北大イズ法にたどり着けたか，何にでもチャレンジする風土を醸

学における大きなシーズと，文科省およびベンチャーキャピ

成できたか，と言えば，それはベンチャーであることが大いに有利に働いたと考える．そのため，冒頭の質問に対しては未だ道半ばとの前提で，「ベンチャーだから出来ました」とお答えしておく．

文

献( 1 ) K. Yoshida, T. Takahashi and H. Kuwata: AIP Advance, 9(2019), 035218.
( 2 ) 鈴木清策日本応用磁気学会誌，26(2002), 165171.
(連絡先〒9811224 名取市増田字北谷11)(2019年 4 月 3 日受理)[doi:10.2320/materia.58.336]

図2

HPWA/YK 法で作製した粉末の SEM 像．

図3

各種アトマイズ法で作製した粉末の XRD プロファイル(アトマイズまま)．

ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia Japan




本
会

告

会

記

事

2019年秋期講演大会講演・参加募集 …………………………338
第17回 World Materials Day Award 募集 …………………341
2019年秋期講演大会機器・書籍・カタログ展示会出展募集
および大会プログラム広告募集 ……………………………341
各種学術賞，奨励金等候補者推薦について …………………342
研究集会 …………………………………………………………342
2018年度に終了した研究会成果報告 …………………………343
平成30年度事業報告および決算報告 …………………………347
2019年度事業計画書および収支予算書 ………………………352
金属セミナー開催報告 …………………………………………356

掲示板 ……………………………343 行事カレンダー …………………357
会誌・欧文誌 6 号目次 …………345 新入会員 …………………………359
次号予告 …………………………346
投稿規程・出版案内・入会申込はホームページをご利用下さい．

事務局 渉 外 ・ 国 際 関 係secgnl＠jim.or.jp
会員サービス全般account＠jim.or.jp
会費・各種支払member＠jim.or.jp
刊 行 物 申 込 みordering＠jim.or.jp
セミナーシンポジウム参加申込みmeeting＠jim.or.jp
講 演 大 会annualm＠jim.or.jp
総 務 ・ 各 種 賞gaffair＠jim.or.jp
学術情報サービス全般secgnl＠jim.or.jp
調 査 ・ 研 究stevent＠jim.or.jp
まてりあ・広告materia＠jim.or.jp
会 誌 ・ 欧 文 誌editjt＠jim.or.jp
公益社団法人日本金属学会〒 仙台市青葉区一番町




 FAX 




TEL 
https://jim.or.jp/

会告原稿締切毎月 1 日で，翌月号掲載です．
掲示板や行事のご案内は，ホームページにも掲載しております．

会

告(ホームページもご参照下さい)年秋期(第回)講演大会講演募集◎ただ今，下記の通り講演募集を行っております．ご確認の上，お申込下さい．
会期年月日(水)～月日(金)会場岡山大学津島キャンパス(〒7008530 岡山市北区津島中 2
11)

共催岡山大学

今秋期講演大会申込より下記の点が変更になります．ご注意およびご理解頂き，お申込下さいますようお願い申し上げます．
◯

概要原稿は PDF のアップロードに変更となります．

◯

概要集 DVD は廃止となり，概要は WEB からのダウンロードとなります．

◯(WEB公開後，参加申込者のみにダウンロード用パスワード発行．ただし，公開日から 1 年後はフリーアクセスとなります．）
一般講演，ポスターセッション申込のセッション分類が改編されました．

◯

申込要領に変更がありますのでご留意下さい．(同一研究室の連続講演について等．
） 「参加証引換券」は郵送いたしません．各自「大会マイページ」から印刷し，金属学会大会受付で参加証と引き換えとなります．
◯(懇親会参加証は従来通り郵送致します．
）□非会員でも大会参加費と登壇費を前納すれば，講演申込ができます(詳細は「申込要領」の「講演資格」参照．）．
□講演申込と同時に大会参加の事前予約となります．年月
日(火)までに参加費を納入下さい．

http://www.jim.or.jp/convention/2019autumn/

講演申込ホームページアドレス
講演申込および概要原稿提出期限(締切厳守)

講演申込と講演概要提出は同時に行う．(同時に行わない場合は，講演申込として受理されない)
講演種別

全講演(公募シンポジウム，一般，ポスター，共同セッション)

5 月28日(火)13時～7 月 5 日(金)17時

講演申込・大会参加事前予約期間
講演についての問合先公益社団法人日本金属学会

講演大会係

annualm＠jim.or.jp

これから入会して講演申込をされる方へ□インターネットで入会申込み下さい．入会申込確認後は ID(会員番号)とパスワードが即日メール返信されます．
□会員認定期限内に入会手続きを行い，年会費を納入下さい．→期日までに会費の払込がない場合は，講演不許可の措置をとります．
入会申込 URL
入会申込期限https://www.jim.or.jp/member/mypage/application.php
7 月 3 日(水)入会・会費の問合せ会員サービス係



年会費納入期限7 月31日(水)member＠jim.or.jp

本 会 記 事年秋期(第回)講演大会ご案内ならびに参加申込みについて会期年月日(水)～月日(金)会場岡山大学津島キャンパス(〒7008530 岡山市北区津島中 2
11)

日

程

9 月11日(水)各賞贈呈式，学術講演会，ポスターセッション(高校生ポスター予定)，懇親会(岡山市)

9 月12日(木)学術講演会，企業ランチョンセミナー

9 月13日(金)学術講演会，女性会員のつどい

大会参加予約申込締切 年月日(火)事前参加申し込みは，すべてインターネット申込となります．詳細は，申込要領をご覧下さい．

開催予定の各種シンポジウム(プログラムは 7 月末公開予定)
公募シンポジウム

S1

ハイエントロピー合金の材料科学

S2

材料変形素過程のマルチスケール解析()S3

キンク強化の材料科学

S4

水素エネルギー材料―

S5

先進ナノ構造解析に基づく材料科学の新展開S6

ナノ・マイクロスペーステイラリングS7

医療・福祉のための Additive Manufacturing の材料科学

S8

マテリアルズ・インテグレーション()―順問題から逆問題へ―
企画シンポジウム(依頼講演のみ)

K1

高性能軟磁性材料の現状と課題

電動自動車の普及拡大などを背景に，各種磁性材料の高性能化が求められており，現に永久磁石の高性能化・希少元素低減に関しては，産業界からの課題提示を反映したナショプロが推進されるなど，基礎研究を含めた研究開発が活性化している．他方，軟磁性材料に着目すると，珪素鋼板・アモ
ルファス材料・ナノ結晶材料・圧粉磁心などの多くの材料が自動車をはじめとした各種製品の高性能化・高機能化に貢献しているものの，これらの材料について応用を踏まえた現状と課題を俯瞰する機会はほとんどない．そこで，本シンポジウムでは，実用化されている各種軟磁性材料の現状と課題について主に産業界から話題を提供していただき，金属学会に関わる研究者が貢献可能な課題を発掘するための一助とする．
K2

若手科学者へ贈る研究のヒント～未踏領域へ到達するために～

第 2 分科提案，第 1 分科と共同開催による人材育成を趣旨とする啓蒙的な内容の企画シンポジウムの第二弾．独創的な研究成果に到達するためには，どのような姿勢で研究に臨むべきか．著名なベテランにご講演頂き，そのヒントを得ることを目的とする．会員，特に若手研究者への刺激になれば幸いである．講演では，ご自身の研究に触れつつ，研究者としての心構えや組織・国からの視点について述べて頂き，シンポジウム全体として独創的な研究成果に到達するための必要条件を浮き彫りにする．講演 1 方向の欠如モデル型だけでなくサイ・コミュ型の双方向性の仕掛けとしてパネルディスカッションも行う．
K3

自動車の大変革に貢献する材料技術の最新動向(自動車技術会・日本鉄鋼協会との合同シンポジウム)

近年の自動車を取り巻く環境は，従来からの課題である環境負荷低減，軽量化，燃費などに加え，電動化，安全性，自動運転などに代表される革新
技術への対応も求められ，より複雑化，高度化している．日本金属学会では，多くの材料を利用し日々進化している自動車技術に焦点を当て，その技術の革新を基盤から支える材料技術における最新の動向について，日本鉄鋼協会，自動車技術会と合同でシンポジウムを昨年度から企画してきた．本
シンポジウムでは日本金属学会からの講演者に加え，自動車技術会および日本鉄鋼協会から自動車および鉄鋼メーカーの製造関係者ならびに材料研究者も迎えて最新の研究動向を講演していただき，自動車用材料技術の方向性を共有するとともに，講演大会参加者の研究における一助となることを目的とする．

ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia Japan

参加申込要領
インターネットによる事前の大会参加申込みおよび懇親会参加の申込み 〈締切〉月日(火)大会参加申込み URL

http://www.jim.or.jp/convention/2019autum/

予約申込締切後，大会参加証，講演概要ダウンロードについては，下記をご参照下さい．なお，領収書は，決済完了後に申込画面から各自印刷して下さい(WEB 画面講演大会 MyPage よりダウンロード)． 8 月28日以降は当日申込となります．当日申込をご希望の方は，会場受付にて直接お申込下さい．

◆大会参加費(講演概要ダウンロード権含む)※年会費とは異なります．
参加費・懇親会の消費税扱については，ホームページ(一覧表 PDF)をご参照下さい．
予約申込締切日

月
日(火)(申込および入金期日)
予約申込(インターネット申込・事前支払い)

当日申込(大会会場受付・現金払いのみ)

正員・維持員会社社員

10,000円

13,000円

学生員※

6,000円

7,000円

会員資格

非会員

一般

24,000円

27,000円

非会員

学生(大学院生含む)

14,000円

16,000円

お支払後の取消は，準備の都合上ご返金いたしかねますのでご了承下さい．
※ 学生員 卒業予定変更等により会員種別に相違がある場合，事前に会員種別の変更手続きを行ってから，大会参加をお申込下さい．
※ 非会員の(有料)参加申込者には，1 年間「まてりあ」を寄贈するとともに，会員価格でイベント等(講演大会以外)に参加できる特典を付与いたします．
ただし特典は重複して付与いたしません．

◆懇親会費(消費税込み)
会場ピュアリティまきび「孔雀の間」(〒7000907 岡山市北区下石井 2641
予約申込締切日 0862320511)

月
日(火)(申込および入金期日)
予約申込(インターネット申込・事前支払い)

当日申込(懇親会会場受付・現金払いのみ)

一般

6,000円

8,000円同伴者(ご夫人またはご主人)

4,000円

4,000円種別

お支払後の取消は，準備の都合上ご返金いたしかねますのでご了承下さい．
懇親会ご参加申込の方には，月上旬に懇親会参加証を郵送申し上げます．

◆支払方法
事前予約のお支払いはクレジットカードおよびコンビニ振込決済をご利用頂けます．また，入金後のご返金は致しかねます．

8 月27日(火)の入金日をもって予約申込完了となります．

◆参加証
事前予約された際の大会マイページにて「参加証引換券」をダウンロード印刷し，会期当日受付で参加証とお引換え下さい．

◆講演概要の WEB 公開
講演概要の公開日は，大会 2 週間前の2019年 8 月28日(水)です．事前予約をされ，参加費を納入された方には，概要公開日に概要ダウン
ロード用パスワードを配信いたします．当日申込の方へは申込の際に概要ダウンロード用パスワードをお渡しいたします．
特許関係のお手続きは，公開日までにお済ませ下さい．尚，公開日より 1 年後はフリーアクセスとなります．

◆講演概要集購入について
今大会より講演概要集 DVD は作成致しません．全講演概要は，本大会 Web サイトで公開をします．これまで概要集 DVD のみ購入をされていた方も，今回より通常の参加登録を頂き，概要の閲覧をお願いします．
参加申込・問合先〒9808544 仙台市青葉区一番町 11432
 0222233685(公社)日本金属学会

FAX 0222236312 Email: annualm＠jim.or.jp
%

～



★

皆様のご参加をお待ちしております．～

本 会 記 事
年秋期講演大会
機器・書籍・カタログ展示会出展募集
および大会プログラム広告広告募集

第回 World Materials Day Award 募集
材料系国際学協会連携組織である IOMMMS(International Orga-nization of Materials, Metals and Minerals Societies)では，国際連携活動の一環として，材料系分野のプレゼンス向上のため World
Materials Day を制定し(毎年11月の最初の水曜日)，この日に世界同時に，「材料に関する知識とその重要性を社会や若者に啓発する活動」に貢献があった学生を顕彰しております． 11 月 6 日(水)に2019 年 9 月 11 日(水)～ 13 日(金)の 3 日間岡山大学津島キャンパスにて開催される秋期講演大会会場内で機器・書籍およびカタログの有料展示会を開催いたします．あわせて講演大会プログラム掲載の広告の募集もいたします．

顕彰いたします．

■機器・書籍展示募集要項
.

対象となる活動次の 3 部門で募集します．
第 1 部門社会における材料の重要性を示すホームページ

研究開発用機器，書籍，ソフトウェア等の出展を募集します．

1 小間

間口1,800 mm，奥行き750 mm(予定)
展示台(テーブル)，椅子をご用意します．

第 2 部門学園祭やキャンパスオープンデー等での該当する展示＊電源を使用する場合は，予め，必要電気容量( W )を物，作品等
第 3 部門その他(材料教育プロジェクト，青少年対象の材料実験等).

お知らせ下さい．
機器展示1 小間140,000円(税別)

出展料金

書籍展示1 小間 90,000円(税別)

応募資格者
日本在住の学部学生，修士課程大学院生(グループも可)．

2019年 8 月 1 日(木)申込締切

日本金属学会の会員でなくても応募できるが授賞決定後には会■カタログ展示

員になることが望ましい．
.

展示方法
日本金属学会秋期講演大会( 2019 年 9 月 11 ～ 13 日，岡山大学)

展示部数において，応募作品を展示する．

出展料金

2 点(A4 サイズ，8 頁以内)につき，30部以内
2 点につき 30,000円(税別)(1 点増すごとに 10,000円(税別)追加)

展示場への作品の搬入および搬出は応募者が行う．
展示パネルと電源は準備しますがそれ以外の備品などは応募者

2019年 8 月 1 日(木)申込締切

各自が準備すること．
.

■講演大会プログラム広告

審査方法
審査員が展示場で審査する．
材料啓発活動への寄与度，内容の新鮮さ，表現力，意欲などの個別項目を採点し総合点で審査する．

.

授賞

◯


◯

World Materials Day Award
優秀作品 1 作品(または 1 グループ) 副賞 5 万円
各部門賞各部門 1 作品に表彰，賞状のみ．

2019年 9 月 1 日(日)天地260 mm×左右180 mm
A4 版 1P
1/2P 天地125 mm×左右180 mm
入稿原形態 完全データ(グレースケール)
発行予定日

原稿寸法

広告料金
掲載場所

頁

掲載料金

1
1/ 2

70,000円
40,000円

贈呈は World Materials Day に受賞者の所属する機関で行う．
.

普通頁

応募要領

後付

メールによる申込み記載事項(応募者名，住所，所属，作品
名，応募分野・部門，展示方法( web ，実物，写真，ビデオ等)，展示必要スペース・重量などを明記して応募下さい．

○上記の料金には消費税は含まれておりません．
○原稿制作費は別途ご請求させていただきます．
申込締切

申し込み 下記アドレス宛にお申込下さい．

原稿締切

2019年 7 月31日(水)2019年 8 月 7 日(水)(応募様式はホームページからダウンロード下さい)
応募期間年月日～月日■申込・問合先〒1040061 東京都中央区銀座 712
4

.

参考

株式会社

昨年の受賞者による体験記事を「まてりあ」に紹介しております
ので，ご参考にして下さい(まてりあ58巻 1 号～3 号)．

明報社

担当

 033546
1337(代)

月岡太郎

FAX 0335466306%

Email: tsukioka＠meihosha.co.jp
URLhttp://www.meihosha.co.jp/

申込・問合先〒9808544 仙台市青葉区一番町 11432(公社)日本金属学会
 022
2233685

World Materials Day 募集係

FAX 0222236312%

Email: gaffair＠jim.or.jp

ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia Japan各種学術賞，奨励金等候補者推薦について
本会は下に示す各種の学術賞や奨励，助成等の候補の推薦者に指定されており，積極的な推薦を行なっております．会員各位にはこれらの候補として適当と思われる方の推薦または自薦をお願いいた
します．
推薦または自薦は次の各号によるものとします．
 推薦または自薦の資格は，本会会員とする．
1.
 推薦または自薦に際しては，各学術賞等の所定の書式の推2.

薦書及び資料を提出する．
 推薦または自薦の期限は，原則として各学術賞等の推薦締
3.
切の 2 ヶ月前とする．

推薦又は自薦しようとするときは「○○賞に推薦(自薦)」と明記の上，上記 3. の期限までに，各学術賞等の所定の推薦書及び資料を添えて，本会事務局までお申し出下さい．書類審査の後，理事会で推薦を決定いたします．
送信・問合せ先〒9808544 仙台市青葉区一番町 1
1432(公社)日本金属学会
 0222233685
本会が推薦者に指定されている各種学術賞等

Email: secgnl＠jim.or.jp
募集者

各賞等の推薦締切(2018年の例)(本会締切は2 ヶ月前)

文部科学大臣表彰 科学技術賞，若
文部科学省
手科学者賞
http://www.mext.go.jp/

7 月27日

文部科学大臣表彰 創意工夫功労者賞 文部科学省
http://www.mext.go.jp/

9 月30日日本学術振興会賞
https://www.jsps.go.jp/jsps
prize/

日本学術振興会

4月9日

育志賞
日本学術振興会
http://www.jsps.go.jp/jikushiprize/

6 月10日朝日賞
http://www.asahi.com/shimbun/
award/asahi/

8 月25日朝日新聞社

本会が推薦者に指定されている各種学術賞等

募集者

各賞等の推薦締切(2018年の例)(本会締切は2 ヶ月前)

ミレニアム・サイエ
サー・マーティン・ウッド賞
http://www.msforum.jp/about_sir_martin/ ンス・ファーラム

8月1日

新機械振興賞
http://www.jspmi.or.jp/tri/prize/
index.html

機械振興協会

5 月31日素形材産業技術賞
https://sokeizai.or.jp/japanese/award/skill_h22.html

素形材センター

5 月20日日本塑性加工学会賞
http://www.jstp.jp/about/award/

日本塑性加工学会

8 月27日日本溶接協会 貢献賞，技術賞，溶接注目発明賞
日本溶接協会https://www.jwes.or.jp/jp/somu/
award/index.html

11月11日熱・電気エネルギー技術に関する研 熱・電気エネルギー
究助成
技術財団
http://www.teet.or.jp/08_4.html

10月28日藤原賞
http://www.fujizai.or.jp/index.htm

藤原科学財団

12月20日報公賞，工学研究奨励援助金
http://www.hattori
hokokai.or.jp/

服部報公会

5 月10日睦賞
http://www.jsndi.jp/honor_award/

日本非破壊検査協会

12月31日山崎貞一賞
http://www.mst.or.jp/Portals/0/
prize/index.html

材料科学振興財団

4 月30日山田科学振興財団研究援助
http://www.yamadazaidan.jp/jigyo/ 山田科学振興財団
kenkyu.html

2 月24日研究会 No. 82

日本産業技術大賞
http://corp.nikkan.co.jp/p/honoring/ 日刊工業新聞社
nihonsangyogijyutsutaishou

1 月31日東レ科学技術賞，東レ科学技術研究助成 東レ科学振興会
http://www.toray.co.jp/tsf/

10月10日本多記念賞，本多フロンティア賞，
本多記念会
本多記念研究奨励賞
http://hondakinenkai.or.jp/

9 月14日

大河内賞
大河内記念会
http://www.okochi.or.jp/hp/top.html

8 月12日全国発明表彰http://koueki.jiii.or.jp/hyosho/top/hyosho_top.html

発明協会

8 月31日地方発明表彰http://koueki.jiii.or.jp/hyosho/top/hyosho_top.html

日

時

発明協会

3 月29日場所

井上学術賞
井上科学振興財団
http://www.inouezaidan.or.jp/f01.html

9 月20日

発表・参加申し込み，プログラムの詳細等は研究会ホームページに

井上春成賞
http://inouesho.jp/

科学技術振興機構

2 月28日岩谷直治記念賞
岩谷直治記念財団
http://www.iwatanifoundation.or.jp/

8 月31日

浅田賞，三島賞
日本鉄鋼協会https://www.isij.or.jp/commendation/

9 月30日風戸賞
http://www.kazato.org/application/

風戸研究奨励会

10月21日風戸研究奨励賞
http://www.kazato.org/application/

風戸研究奨励会

12月 9 日グリーン・サステイナブルケミストリー賞 新化学技術推進協会
http://www.jaci.or.jp/gscn/page_03.html

11月18日工学教育賞
https://www.jsee.or.jp/award/

日本工学教育協会

7 月13日KONA 賞，研究助成，援助
http://www.kona.or.jp/jp/

ホソカワ粉体工学振興財団

7 月20日

微小領域の力学特性評価とマルチスケールモデリング2019 年度に発足しました「微小領域の力学特性評価とマルチス
ケールモデリング」の初回研究集会を，下記の要領で開催いたしま
す．物理，機械，材料などの幅広い分野から，実験，シミュレーシ
ョン，理論などの多様なアプローチの取り組み発表をお待ちしております．口頭発表の他に，主に若手，学生によるポスターセッション(ポスター賞の授与あり)も予定しております．
申し込みなどの詳細は，研究会 HP をご覧下さい．

2019年11月 8 日(金)～10日(日)日本大学 軽井沢研修所(予定)随時掲載いたします．

https://www.nims.go.jp/group/sdg/micromechjim/

◇

◇

◇

本 会 記 事
年度に終了した研究会成果報告
No. 74「チタン製造プロセスと材料機能研究会」
成果報告書
活動期間2014年 3 月～2019年 2 月(5 年間)
研究会世話人成島尚之(東北大学)
.

研究会活動目的
チタンの生産量は世界的に着実に増加しているものの，展伸材出
荷量は年間10～15万トン程度に留まっている．この原因は Kroll 法に基礎をおく還元およびその後の溶解・塑性加工など各プロセスの難しさに起因したチタンとその合金の高価格にある．近年，新製錬法，精錬機能を備えた溶解法，低廉原料を利用した展伸材の製造，積層造形法を含めた粉末冶金法などにおいて新しいプロセスが提案されている．本研究会では，これらのチタン新規製造プロセスと材料機能の関係を明らかにし，低コスト・高機能なチタンおよびチタン合金の創製を目指す．

.

研究会活動概要(実施状況・研究会成果等)
毎年テーマを決め，その分野の状況を 3 名の講師にレビューしていただくと共に，最新の研究に関して発表していただく講演会を関西大学にて開催した．各回とも， 40 名以上の出席があり，活発な議論が行われた．なお，同日午後に同会場にて，日本鉄鋼協会チタンフォーラムを開催した．本フォーラムは主に産側からの講演であり，学側がメインの本研究会との相乗効果が得られた．以下に，各回のテーマと講師および講演タイトルを示す．
第 1 回(2015.1/30) 「チタン合金における元素機能とプロセス」
1. 東北大学 仲井正昭「固溶酸素を利用した生体用 b 型 TiCr
合金の機能改善」
2. 物材機構 佐原亮二「 b 型 TiX 合金の電子状態と相安定性の理論解析」
3. 関西大学 池田勝彦「TiMn 系低コスト合金の開発」
第 2 回(2016.1/29) 「チタン製精錬プロセス研究の現状と課題」
1. 関西大学 竹中俊英「超高温溶融塩を用いた Ti の電解製造」
2. 京都大学 宇田哲也「溶融合金を介したチタンの連続製錬法の提案」
3. 東北大学 竹田修「金属熱還元法に基づくチタンの製造プロ
セス」
第 3 回(2017.1/13) 「チタンの計算材料科学の現状と展望」
1. 名古屋大学 塚田祐貴「 Ti Nb O 系合金における組織形成と力学応答のシミュレーション」
2. 大阪府立大学 上杉徳照「 Ti 合金の相安定性，弾性率，格子変形ひずみにおける合金元素の影響の第一原理計算」
3. 東北大学 小泉雄一郎「 Ti 合金の変形と組織形成の計算機
シミュレーション」
第 4 回(2018.1/26) 「チタンの高温プロセスと特性」
1. 香川大学 松本洋明「航空機チタン合金の熱間加工プロセス(高温変形過程)における組織変化と FEM 解析」
2. 物材機構 御手洗容子「neara Ti 合金の組織変化と特性」
3. 東北大学 成島尚之「 Ti の高温酸化に及ぼす Si の影響に関する実験的・計算材料学的研究」
第 5 回(2019.1/25) 「新しいチタンの製造プロセス」
1. 大阪大学 石本卓也「Additive manufacturing によるチタン
基合金の結晶配向制御と機能化」
2. 東北大学 成島尚之「水素プラズマを利用したチタン融体からの酸素除去の可能性」
3. 北海道大学 鈴木亮輔「硫化物を用いたチタン精錬」
チタンの製錬から加工熱処理による組織制御，計算材料科学を用いた組織予測まで，チタン製造プロセスの全てを網羅することがで
きた．

.
.

成果の公表先Materials Transactions に投稿予定〈公募類記事〉
無料掲載募集人員，締切日，問合先のみ掲載．
有料掲載1/4頁(700～800文字)程度．
「まてりあ」とホームページに掲載15,000円＋税ホームページのみ掲載
10,000円＋税〈その他の記事〉 原則として有料掲載．
原稿締切・掲載号毎月 1 日締切で翌月号 1 回掲載
原稿提出方法電子 mail(受付 mail の確認をして下さい)原稿送信先%FAX 0222236312 Email : materia＠jim.or.jp◇東北大学大学院工学研究科
マテリアル・開発系 教授公募◇
公募人員

教授

所

知能デバイス材料学専攻

属

名
ナノ材料物性学講座

極限材

料物性学分野
専門分野

デバイスへの応用展開を目指し，金属・半導体・セラミックス・高分子材料などの相・界面制御による機能性の創出や向上に関する教育と研究を行う

応募資格

博士の学位を有し，当該分野の研究・教育に意欲があり，日本語と英語で講義のできる方

担当授業科目 「学部」材料学概論，材料解析学，材料科学総合学
実験，材料科学総合学基盤研修，知能デバイス材料学コース研修等「大学院」(前期)ナノ構造制御機能発現工学，知能デバイス材料学修士研修等，(後期)知能デバイス材
料学博士研修等
任期

なし

公募締切 年月日(金)
着任時期
提出書類

2020年 1 月 1 日(水)マテリアル・開発系のホームページ上に掲載した「公募提出書類作成の注意点」に留意して書類を作成すること(下記 URL をご覧下さい)

書類送付先

http://www.material.tohoku.ac.jp/news/jobs.html〒9808579 仙台市青葉区荒巻字青葉 6602
東北大学大学院工学研究科
系長

問い合せ先

三原

マテリアル・開発系

毅

知能デバイス材料学専攻

専攻長

吉見享祐

%
FAX 0227957324

Email: yoshimi＠material.tohoku.ac.jp※封筒に「教員公募(知能デバイス材料学専攻 極限材料物性学分野教授)」と朱書きし，郵送の場合は書留とすること．なお，

応募書類は返却いたしませんのでご了承下さい．
※東北大学は共同参画を推進しており，多様な人材の積極的な応募を歓迎しています．
東北大学には全学教職員が利用できる川内けやき保育園(定員30名)，青葉山みどり保育園(定員 100 名)および，星陵地区の方が利用できる星の子保育園(定員120名)の全国の国立大学の事業所
内保育施設として最大規模の保育環境が整っています．また，大学内病院内に軽症病児・病後児保育室もあり，全学教職員が利用できます．
その他，本学の両立支援，研究支援等の詳細及び共同参画の取組については，下記 URL をご覧下さい．
男女共同参画推進センター WEB ページ

http://www.tumug.tohoku.ac.jp/

研究会世話人
成島尚之(東北大)(代表)，新家光雄(東北大)，池田勝彦(関西大)，塙 隆夫(東京医科歯科大)，中野貴由(大阪大)，古原 忠(東北大)，小林千悟(愛媛大)，稲邑朋也(東工大)

ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia Japan◇京都大学大学院工学研究科
材料工学専攻 教授 公募◇
職

種

勤務場所

教授

◇鳥取大学工学部

名

京都大学大学院工学研究科

材料工学専攻

材料設計工

募集人員

助教

所

機械物理系学科(機械工学講座)

属

専門分野

材料工学(材料組織学や材料強度学など)あるいは材料加担当授業科目

専門分野材料工学

材料工学または材料加工学に関連する専門科目，及び数学，物理，実験などの基礎科目

材料科学に立脚した教育ならびに先進的な材料研究に携
応募資格わっていただきます．
資 格 等

着任の時点で博士の学位を有する者

任

任期なし

期

名

工学(特に粉末冶金や塑性加工)に関する分野

学講座(所在地京都市左京区吉田本町)
職務内容

 博士の学位を有すること(もしくは2020年 3 月末まで
に取得見込み) 上記専門分野の研究業績を有し，新しい研究を積極的

試用期間

2020年 4 月以降できるだけ早い時期あり(6 か月)

勤務形態

専門業務型裁量労働制(1 日 7 時間45分相当)

着任時期

休日土日曜，祝日，年末年始，創立記念日，夏季一斉提出書類に推進する意欲を持ち，学生の教育に熱意を持って取雇用期間(着任時期)

り組むことができること

2019年12月 1 日以降のできるだけ早い時期

給 与 等

本学支給基準に基づき支給

 履歴書(様式 1)◯ 教育歴(様式 2)◯手

本学支給基準に基づき支給

 研究歴(様式 3)◯

文部科学省共済組合，厚生年金，雇用保険および労災保 その他の活動歴(様式 4)◯ 着任後の抱負(様式 5)
◯

休業日
当

社会保険

険に加入

 研究業績リスト(様式 6
◯1)

応募方法 〈提出書類〉
以下の内容をそれぞれ PDF 形式で作成し， CD 1 枚もしくは USB メモリー 1 個で提出すること．履歴書のみ

応募締切 年月日(金)必着1.

履歴書(書式任意)

選考方法

2.

研究業績概要(A4 版 1 枚以内)

3.

主要論文 5 編以内

4.

研究業績リスト(原著論文，国際会議報告，総説，〒680
8552 鳥取市湖山町南 4 丁目101

著書などに分類のこと)

鳥取大学大学院工学研究科機械宇宙工学専攻 専攻長

今後の研究・教育の計画と抱負(A4 版 1 枚以内)照会可能者の氏名と連絡先

佐藤昌彦

6.
〒606
8501

京都市左京区吉田本町

京都大学大学院材料工学専攻

人事選考委員会

書類審査のうえ，面接により選考を行います．詳細は別途連絡します．

そ の 他

学科内選考(1 次書類審査，2 次面接(プレゼンテ－
ションを含む)および学部内選考

問合先・書類送付先

応募締切 年月日(水)必着
選考方法

 所見を伺える方の照会先(2 名)または推薦状(2 通)(様式 7)◯
 主要な査読付学術論文の別刷り(コピ－可)3 編程度◯

を，紙媒体に出力したものを添付すること．

5.
送 付 先

教員公募◇

封書の表に「材料工学教授公募」と朱書きし，宅配便

 0857315195

FAX 0857315210%

Email: sato＠tottoriu.ac.jp＊封筒表面に「教員応募書類在中」と朱書し，簡易書留郵便又は宅配便にて送付のこと，なお，原則として提出書類は返却しません
のでご了承下さい)＊公募の詳細については，必ず以下のホームページを参照すること

http://akebia.jim.tottoriu.ac.jp/info/koubo.html

や簡易書留など，配達記録が残るものにすること．
提出頂いた書類は，採用審査のみ使用します．正当な理由なく第三者への開示，譲渡および貸与することは一切ありません．応募書類はお返ししませんので予めご了承願います．
京都大学は男女共同参画を推進しています．多数の女性研究者の積極的な応募を期待します．また，複数の応募者において公正な審査に基づき同等の能力がある

◇

◇

◇

と認められる場合には，女性を優先します．
所属する教員組織は物理工学系となります．教育・研
究上は材料工学専攻の所属となります．
問合せ先Email: application＊mtl.kyotou.ac.jp(担当人事選考委員会)※アドレスの＊は＠に置き換えて下さい．

◎掲示板は，ホームページにも掲載しておりますのでご覧下さい．

本 会 記 事Evaluation of Fatigue Crack Propagation of Sn
5.0Sb/Cu Joint Using Inelastic Strain Energy
Density

日 本 金 属 学 会 誌 掲 載 論 文Vol. 83, No. 6（2019）

Yuta Nakajima, Keisuke Ono and Yoshiharu Kariya―論
文―
磁場印加による強磁性 tMn
Al への相変態の促進
小林領太

三井好古

梅津理恵
水口将輝

Tensile Behavior and Superplastic Deformation ofBi
Cu Alloy
Sn

高橋弘紀
小山佳一

エアロゾルデポジション法によるムライト膜の形成と大気熱曝露にともなう組織変化
渋屋俊貴

水野泰輔

井内敦久

長谷川

Junpei Umeyama and Akira Yamauchi

Effects of Ni Addition to Sn
5Sb High-Temperature Lead-Free Solder on Its Microstructure andMechanical Properties

誠Tatsuya Kobayashi, Kohei Mitsui and Ikuo Shohji

MgAlCa 合金における C15Al2Ca 析出相の三次元
柏瀬早季子 畝川真梨子 久澤大夢 寺田芳弘
的形状

Compound Growth due to Isothermal Annealing of
Cu-Clad Al Wire

アルミ合金上の Ni メッキを想定した様々な Ni/Al 界面の密着性に関する分子動力学研究
屋代如月

二村晟平

内藤圭史

共沈後異なる温度での水熱処理により合成した Co 
Ni スピネルフェライト粒子の構造と磁気特性
岸本幹雄

ハワ ラティフ

喜多英治

柳原英人

AZ31B マグネシウム合金圧延材の集合組織形成及び室温成形性に及ぼす曲げ引張り加工の影響
野口智之

鈴木一孝

黄

新

斎藤尚文
小山敏幸

塚田祐貴
千野靖正

Takeshi Kizaki, Minho O and Masanori Kajihara

Influence of Silica Filler Addition on Fatigue
Crack Propagation Rate of Underfill Resin
Jun Ishibashi, Yoshiharu Kariya, Toshiyuki Satoh,Toshiaki Enomoto and Hiroshi Yamaguchi

Effect of Bi Addition on Tensile Properties of Sn
Ag
Cu Solder at Low Temperature
Yukihiko Hirai, Kouki Oomori, Hayato Morofushi andIkuo Shohji―Regular Article―
Materials Physics

Materials Transactions 掲載論文
Vol. 60, No. 6（2019）―Special Issue on Frontier Researches Related
to Interconnection, Packaging and Microjoining
Materials and Microprocessing for Such Materials-Part II-―
Preface

Ikuo Shohji and Yoshiharu Kariya

Evaluation of Fatigue Crack Propagation Behavior of Pressurized Sintered Ag Nanoparticles and
Its Application to Thermal Fatigue Life Prediction
Takahiko Sato, Yoshiharu Kariya,
of Sintered Joint
Hiroki Takahashi, Taishi Nakamura and Yuki Aiko

Development of Polyester-Modified Epoxy Resinsfor Self-Organization Soldering
Shinji Fukumoto, Keisuke Yoshida, Yosuke Mizokami,
Michiya Matsushima and Kozo Fujimoto

Effect of Specimen Size on Toughness Evaluation
Tetsuya Ando,by Charpy Test (Rapid Publication)
Norifumi Ito, Wataru Inagaki and Naofumi Nakazato

Measurements and FEM Analyses of Strain Distribution in Small Sn Specimens with Few Crystal
Takumi Sasaki, Atsushi Yanase, Dai Okumura,GrainsYoshiharu Kariya, Masaaki Koganemaru and Toru Ikeda

Conversion of Magnetic Freedoms into Atomic
Configurational Freedoms within the Cluster
Ryo Yamada and Tetsuo Mohri
Variation Method
Microstructure of Materials

Difference in the Effect of Cold Working and Tem1Mo Steelpering on Microstructure of Mod.9Cr
Yoshiki Shioda, Keiji Kubushiro and Yoshinori Murata

Effect of Solidification Rate on the Microstructure and Strain-Rate-Sensitive Mechanical Behavior of AlCoCrFeNi High-Entropy Alloy Preparedby Bridgman Solidification
Xutao Wang, Yakai Zhao, Jinlian Zhou, Yunfei Xue,
Fangqiang Yuan, Lili Ma, Tangqing Cao and Lu Wang

Representation of Nye's Lattice Curvature Tensor
by Log Angles
Ryosuke Matsutani and Susumu Onaka

Alignments and Orientations of MnSn2 Phase durMn Alloy uning the Solidification Process of Sn
der a High Magnetic Field
Lei Li, Yuantong Bi, Hui Zhang and Jianzhong Cui

Influence of Minor Sc Addition on Microstructure
7Zn
and Mechanical Properties of Extruded Al
2Mg
1.5Cu
0.1Zr Alloy in T6 Heat Treatment
Qing-Yan Zhu, Li-Jia Chen and Xiao-Ran Huo
Mechanics of Materials

Fatigue Property and Design Criterion of Cast
Steel for Railway Bogie Frames
Taizo Makino, Yoshiyuki Shimokawa andMiyuki Yamamoto

ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia JapanCrystal Plasticity Analysis of Microscopic Deformation Mechanisms and GN Dislocation Accumulation Depending on Vanadium Content in b Phase of
Two-Phase Ti Alloy

Three-Dimensional Glass Furnace Model of Combustion Space and Glass Tank with Electric BoostLuyao Li, Huey-Jiuan Lin, Jianjun Han, Jian Ruan,
ing
Jun Xie and Xiujian Zhao

Yoshiki Kawano, Tetsuya Ohashi, Tsuyoshi Mayama,
Masatoshi Mitsuhara, Yelm Okuyama and Michihiro SatoThe Effects of Settling Time on the Quality ofNdZnZr Melt Preparation
Fluxless Mg

Effect of Friction Stir Processing on Hardness
and Microstructure in La-Based Bulk Metallic
Xiangyun Zhang, Dong Jiao,
Glass Composites

Yanyan Huang, Chengzhi Yang, Jili Zha, Siyuan Long and
Hanxue Cao
Engineering Materials and Their Applications

Shixia Li, Chunyan Li and Zizhou Yuan

High-Temperature Thermoelectric Properties ofPr1－xSrxFeO3 (0.1x0.7)

Creep Behavior in Pure Magnesium at Room TemTetsuya Matsunaga, Hiromichi Hongo andperature

Hiroshi Nakatsugawa, Miwa Saito and Yoichi Okamoto

Masaaki Tabuchi

Heat Treatment Effects on Electrical Resistivityof Spinel Ferrite Layer for Powder Magnetic Core

Materials Chemistry

Simultaneous Recovery of Zinc and Manganesefrom
Cadmium-Containing
Mixed-Battery
Leachate by Separation and Purification Process

Junghwan Hwang, Seishi Utsuno and Ken Matsubara

FeNi and Fe16N2 Magnets Prepared Using LeachTakayuki Kojima, Satoshi Kameoka,
ing

Dong Ju Shin, Sung-Ho Joo, Dongseok Lee, Jin-Tae Park,
Dong Joon Min and Shun Myung Shin

Masaki Mizuguchi, Koki Takanashi and An-Pang Tsai

Fabrication and Thermoelectric Property of Bi0.88
Sb0.12/InSb Eutectic Alloy by Melt Spinning and
Mohd Natashah Norizan,
Spark Plasma Sintering

Desilication of Highly Acidic Titanyl Chloride Solution for the Production of High-Purity Titania
Pigment from a Spent Selective Catalytic ReducGyeonghye Moon, Yeon-Chul Cho,tion Catalyst

Yuji Ohishi, Ken Kurosaki and Hiroaki Muta

Enhanced Thermoelectric Properties of Ga and Ce
Double-Filled p-Type Skutterudites

Jin-Young Lee and Jungshin Kang
Materials Processing

Jungmin Kim, Yuji Ohishi, Hiroaki Muta and Ken Kurosaki

Ultrasonic Reflection Characteristics of Wrinkle
Evaluation by FDTD
in Sheet Metal Forming Analysis and Ultrasonic Measurement Using
Yuji Segawa, Takuya Kuriyama,
Model Specimen

Effect on Electrochemical Properties of Phases inTiNb
Ni Alloys as Nickel-Metal
AB-Type Zr
Hydride Batteries

Yasuo Marumo, Taekyung Lee, Yasuhiro Imamura,
Tomohiro Nonaka and Yutaka Sakata

Akihiro Matsuyama, Hironori Takito, Takumi Kozuka,
Tomoyuki Takemoto and Hiroshi Inoue

Measurement and Functional Approximation of
Peening Intensity Distributions

Environment

Solvent Extraction Separation of Silver(I) andZinc(II) from Nitrate Leach Solution of Spent Silver Oxide Batteries with D2EHPA

Takahiro Ohta and Akiko Inoue

Microstructures of Cemented Carbide Dipped in
Molten High Chromium Cast Iron

Sung-Yong Cho, Won-geun Lee and Pan-Pan Sun―Technical Article―
Novel Ferritic Stainless Steel with Advanced
Mechanical Properties and Significant Magnetic
Responses Processed by Selective Laser Melting

Akihiro Shibata, Mamoru Takemura, Mitsuaki Matsumuro,Tadashi Kitsudo, Toshiaki Hase and Hideto Matsumoto

Effect of Sintered Reinforcement on Characteristics of MWCNT-Reinforced Aluminum Alloy Composite via Friction Stir Processing

Shang Feng, Chen Xiaoqiu, Zhang Peng, Ji Zuchun,
Ming Fei, Ren Shubin and Qu Xuanhui

Tomonobu Owa, Yasuo Shimizu, Shoji Kaiume andYoshio Hashimoto

Optimum Temperature for HIP Bonding Invar
Alloy and Stainless Steel
Takashi Wakui, Hideaki Ishii, Takashi Naoe,
Hiroyuki Kogawa, Katsuhiro Haga, Eiichi Wakai,
Hiroshi Takada and Masatoshi Futakawa

まてりあ

第
巻

ミニ特集企画「超合金を凌駕せよ次世代を狙う耐熱材料と皮膜の現状と将来展望」

第号

予告［新 進 気 鋭]

相変態を利用した高性能マグネシウム合金の開発…………………………………………小川由希子―他―(都合により変更になる場合がございます)



本 会 記 事平成年度事業報告(自2018年 3 月 1 日

至

2019年 2 月28日)

平成30年度の事業の概要は，次の通りである．(詳細は本会ホームページ/情報公開を参照のこと．）
 平成30年度は公益社団法人に移行した 6 年目の事業年度であり，定款に定める公益目的事業を推進した．
◯
 刊行事業では，会報は月平均 57頁で，冊子体は5,700部，第58巻 1 号からは5,500部を刊行するとともに，電子ジャーナル◯を刊行した．魅力ある会報に受けた取り組みを推進し，第 57巻 5 号，7 号及び第 58巻 2 号の巻頭に読み物記事を掲載するとともに，第58巻 1 号から「金属素描」と「金属何でもランキング」の各号交互に掲載を開始した．会誌は月平均41頁で，第83巻 1 号からオンラインジャーナル化し，冊子体は 290部に削減した．フリーアクセス，投稿・審査の無料， Graphical
Abstract 掲載および Advance View を継続した．欧文誌 Materials Transactions は平均 167 頁で， Vol. 60, No. 1 からオン

ラインジャーナル化し，冊子体は 190部に削減した．特集及び Overview 並びに Review の増強を継続し， JSTAGE へのお勧め論文掲載，各号公開やフリーダウンロード可能となった論文のメール配信を継続した．インパクトファクター向上策
として，高被引用論文のメール配信，依頼 Overview や被引用の見込まれる論文のフリーダウンロード化，投稿・審査料の追加費用によるフリーダウンロード化，Graphical Abstract の必須化を開始した．会報および日本金属学会誌は印刷契約を更新した．
 講演会・講習会事業では，春期講演大会を千葉工業大学新習志野キャンパスにて，講演件数 735件，参加者数1,286名で開◯催し，秋期講演大会を東北大学川内北キャンパスおよび仙台国際センターにて，講演件数1,037件，参加者数1,655名で開催した．講演件数，参加者数とも，いずれも前年を上回った．昨年開始した企画シンポジウムを春期講演大会で 1 テーマ，
秋期講演大会で 2 テーマ開催した．秋期講演大会の企画シンポジウムのうちの 1 件は，自動車技術会・日本鉄鋼協会と合同で開催した．公募シンポジウムは春期講演大会で 4 テーマ，秋期講演大会で 9 テーマを開催した．秋期講演大会から高校生・高専学生ポスターセッションを新たに開始した．ランチョンセミナーの開催を継続した．講演大会委員会では，一般講演のセッションの大括り化改編および分野の 9 分野への再編を決定した．講習会事業では，金属学会セミナーを 3 テーマ開催した．そのうちの 1 テーマは，金属学の基礎を若手研究者・技術者に教授する特別講座として開催した．支部では，57件の講演会・講習会を開催し，講演会・講習会事業の積極的な推進を継続した．
 調査・研究事業では，分科会委員会及び分科会企画委員会の名称を，それぞれ調査研究委員会及び調査研究推進委員会に改◯称するとともに，9 分科への分科再編を決定した．新規研究会を2件採択し，11の研究会が活動を行った．第 1 回の若手研究グループ 4 件を採択し，活動を開始した．また，春期講演大会に合わせて第 4 回企業説明会を開催した．支部では44件の研究会，7 件の見学会を開催した．男女共同参画委員会では，講演大会会場におけるランチョンミーティング及び女性会
員の集いの開催を継続した．国際連携活動では IOMMMS との World Materials Day Award 授賞及び TMS との JIM/TMS
Young Leader 相互派遣，KIM との大会への相互表敬訪問及び KIMJIM 共同シンポジウムの共催を実施した．
 表彰・奨励事業では，春表彰 10件，秋表彰11件を授賞した．また，高校・高専学生ポスター賞の授賞を開始し，最初のフ◯ェロー 6 名を認定した．支部でも主に若手を対象とした授賞をした．
 庶務では，セルフガバナンスの推進に努めた．定時社員総会を開催し，理事会はほぼ 2 ヶ月ごとに開催し，業務執行理事◯による業務執行報告を行なった．法令で定められた申請書類や定期提出書類を提出した．
 会計では，研究助成の実施に備えて特定費用準備資金として新たに調査・研究事業拡充資金を積み立てた．平成 28年 8 月◯に開催した PRICM9 の収益による講演会・講習会事業の黒字額は予定通り今年度で全て消費した．公益法人の財務 3 基準である，収支相償，公益目的事業比率，遊休財産額保有上限額をいずれも達成した．

平成年度決算
正

味

財

産

増

減

計

算

書

平成30年 3 月 1 日から平成31年 2 月28日まで
科

1.

目

一般正味財産増減の部
経常増減の部 経常収益
特定資産運用益特定資産受取利息
退職給付引当資産
減価償却引当資産
刊行事業資金刊行事業拡充賛助寄付資金
講演会・講習会事業資金
講演会・講習会事業拡充資金
国際会議開催準備資金調査・研究事業資金
国際学術交流資金

ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia Japan当

年 度

25,098,091
25,098,091
693,22354
6,390,499
1,280
5,991,650
162
28
5,290,464
1,734,000

前年

度

25,099,385
25,099,385
693,44440
6,390,499
1,276
5,990,650
1,000
05,290,464
1,734,000

増減(単位円)
備考－1,294－1,294
－221
14
0
4
1,000
－838
28
0 未経過償還差額の償却額40,464円を含む
0




科

目

表彰・奨励事業資金
学会賞資金
研究技術功労賞資金
奨励賞・奨学賞等資金
谷川・ハリス賞資金
増本量賞資金
村上賞資金
受取入会金
受取入会金
受取会費
正員受取会費
学生員受取会費
維持員受取会費
外国会員受取会費事業収益
刊行事業収益会報購読費収益
会誌購読費収益
欧文誌購読費収益
会報別刷等収益
会誌別刷・審査収益
欧文誌別刷・審査収益
刊行事業広告収益
講座・現代の金属学収益
金属化学入門シリーズ収益
単行本収益
講演会・講習会事業収益
講演大会参加費収益
講演概要集収益
講演大会懇親会参加費収益
金属学会シンポジウム参加費収益
金属学会シンポジウム予稿集収益
セミナー参加費収益
セミナーテキスト収益
講演会・講習会事業広告収益
支部講演会・講習会事業収益
講演会・講習会事業委託収益調査・研究事業収益調査・研究事業収益表彰・奨励事業収益
審査・投稿料収益
受取補助金等
受取国庫助成金
受取地方公共団体助成金
受取寄付金
雑収益
受取利息
雑収益
支部受取利息・雑収益
経常収益計
 経常費用

事業費
刊行事業費
給料手当
退職給付費用
福利厚生費
会報刊行費
会誌刊行費
欧文誌刊行費
学術図書類刊行費
講演会・講習会事業費
給料手当
退職給付費用
福利厚生費
講演大会開催費
講演大会懇親会費
本多記念講演開催費
金属学会シンポジウム開催費
セミナー開催費



当

年 度

前

年

度

増

減

1,050,000
235,501
119,000
841,950
255,000
595,000
1,900,280

1,050,000
235,501
119,000
841,950
255,000
595,000
1,901,561

106,000
106,000
69,655,225
34,343,348
3,389,842
30,743,055
1,178,980
105,244,840
62,210,113
2,155,907
6,624,886
9,860,240
3,484,904
1,930,824
27,227,518
6,733,800
1,991,902
1,964,602
235,530
37,809,727
18,550,200
10,059,612
921,000
0
331,615
1,440,611
122,580
4,316,239
1,630,437
437,433
2,957,000
2,957,000
2,268,000
2,268,000
1,230,000
500,000
730,000
0452,183559
451,55767
201,786,339

106,000
106,000
73,989,351
35,166,857
4,591,974
33,015,277
1,215,243
94,866,149
57,312,999
2,387,198
7,173,278
10,304,379
2,189,174
3,012,124
21,746,224
5,483,160
2,375,682
2,446,844
194,936
31,774,502
14,574,000
10,297,424
1,025,500
163,000
1,240
763,000
29,7422,598,754
1,904,616
417,226
3,510,648
3,510,648
2,268,000
2,268,000
0000546,240540
545,623
77
194,607,125

00－4,334,126－823,509－1,202,132－2,272,222－36,263
10,378,691
4,897,114－231,291－548,392－444,139
1,295,730－1,081,300
5,481,294
1,250,640－383,780－482,242
40,594
6,035,225
3,976,200－237,812－104,500－163,000
330,375
677,61192,8381,717,485－274,179
20,207－553,648－553,648001,230,000
500,000
730,000
0－94,057
19－94,066－10
7,179,214

161,477,632
87,021,747
25,912,297
1,982,297
4,373,642
30,509,019
6,039,185
16,385,192
1,820,115
50,162,710
15,547,379
1,189,378
2,624,185
22,050,409
1,494,005
224,922
197,287
1,841,496

155,115,800
82,856,136
24,037,398
1,532,956
3,797,228
27,465,535
6,514,939
17,371,985
2,136,095
48,398,830
16,822,163
919,774
2,278,337
20,655,325
1,106,303
138,510
231,105
1,077,657

6,361,832
4,165,611
1,874,899
449,341
576,4143,043,484－475,754－986,793－315,980
1,763,880－1,274,784
269,604
345,848
1,395,084
387,70286,412－33,818
763,839

備

考

0
0
0
0
0
0
－1,281 未経過償還差額の償却額30,380円は含まない．指定正味財
産から1,900,000円を振替．

正員数減
会費値下げ
会費期ずれなし

購読減
別刷増
会誌掲載数減
欧文誌掲載数増
広告増

参加費値上げ，大会参加者数増

セミナー開催増
講演大会付設機器展示増(公財)本多記念会
企業説明会参加企業減

特定求職雇用開発助成金
秋期講演大会助成金
指定正味財産からの振替なし

職員増
職員増
職員増
カラーページ増
ページ数減
印刷単価減

臨時職員減

会場費増

セミナー開催増

本 会 記 事科

目国際会議開催費
支部講演会・講習会開催費調査・研究事業費
給料手当
退職給付費用
福利厚生費
関連団体連携事業費
日本工学会費材料戦略委員会費
科研費委員会費
人材育成委員会費
男女共同参画委員会費調査・研究委員会費
研究会費
企画委員会費
セルフガバナンス委員会費
国際学術交流委員会費
支部調査・研究事業費
表彰・奨励事業費
給料手当
退職給付費用
福利厚生費
名誉員費
各種賞検討委員会費
学会賞費
学術貢献賞費
学術功労賞費
技術賞費
技術開発賞費
金属組織写真賞費
研究技術功労賞費
功績賞費
功労賞費
奨励賞・奨学賞等費
谷川・ハリス賞費
増本量賞費
まてりあ賞
村上賞費
論文賞費
フェロー費
支部表彰・奨励事業費
貸倒引当損
管理費
給料手当
退職給付費用
福利厚生費
会議費
旅費交通費
通信運搬費
減価償却費
消耗什器備品費
消耗品費
修繕費
印刷製本費
光熱水料費
賃借料
保険料
諸謝金
租税公課
送金手数料
支払負担金
システム管理費
委託費
貸倒引当損
雑費
経常費用計
評価損益等調整前経常増減額
評価損益等
当期経常増減額

ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia Japan当

年 度

25,408
4,968,241
14,330,721
2,591,230
198,230
437,364
195,240
231,869
15,0002,500
15,000151,757
3,140,986
2,362,887
712,7232,500
2,418,354
1,855,081
9,917,778
2,591,230
198,230
437,364
86,6401,505,708
876,393
37,091
15,57575,422464,947
57,167426,445
211,390
13,236
305,497
61,510411,094
50,821
1,448,355
293,139
147,136
203,388
44,676
18,788,263
5,182,458
396,459874,726
812,053
3,957,914
548,062
299,562
163,537
58,006
43,20019,41140,899518,400
14,502
20,046
3,094,900
116,2490445,854
1,512,000
44,675625,350
180,265,895
21,520,444
021,520,444

前

年

度

121,000
5,048,656
15,366,148
2,403,740
153,296379,723
58,020247,172
435,280
192,520
323,832
488,601
4,308,618
1,455,117
1,034,802
90,376
1,366,582
2,428,469
8,446,434
2,403,740
153,296379,723
172,610
1,314,427
783,830
6,902
3,500
71,540269,838
29,420259,800
184,940
4,521
226,053
92,220207,500
4,521
1,436,281
156,4440285,328
48,252
16,619,391
4,807,478
306,590
759,444539,719
3,625,003
413,521251,868
139,680
19,4660
146,05044,048518,400
7,318
140,3222,784,100
135,265
12,000189,606
1,548,298
48,252
182,963
171,735,191
22,871,934
0
22,871,934

増

減

備

考

－95,592－80,415－1,035,427
187,490
44,93457,641
137,220－15,303－420,280－190,020－308,832－336,844－1,167,632
907,770－322,079－87,876
1,051,772－573,388
1,471,344
187,490
44,93457,641－85,970
191,281
92,56330,18912,075
3,882
195,10927,747
166,645
26,4508,715
79,444－30,710203,594
46,30012,074
136,695
147,136－81,940－3,5762,168,872
374,980
89,869115,282
272,334
332,911
134,541
47,69423,85738,54043,200－126,639－3,14907,184－120,276
310,800－19,016－12,000
256,248－36,298－3,577442,387
8,530,704－1,351,490
0－1,351,490

会議減

会議費減
研究集会増，若手研究グループ新設

旅費・交通費増支部研究会減

会費のうち法人会計分．




科
2.

目

当

年 度

前

年

度

増

減

備

考

経常外増減の部
 経常外収益 経常外費用
固定資産除却損
経常外費用計

0

0

0

0

0

0

0

0

当期一般正味財産増減額

21,520,444

22,871,934

0－1,351,490

一般正味財産期首残高

1,025,528,972

1,002,657,038

22,871,934

一般正味財産期末残高

1,047,049,416

1,025,528,972

21,520,444

特定資産受取利息
未経過償還差額金の償却額

1,900,000

1,900,000

030,38030,380刊行事業拡充賛助寄付金

150,000

400,000

0－250,000

一般正味財産への振替額
当期指定正味財産増減額
指定正味財産期首残高

1,900,000

1,900,000

180,380

430,3800－250,000

446,632,786

446,202,406

430,380

指定正味財産期末残高

446,813,166

446,632,786

180,380

1,493,862,582

1,472,161,758

21,700,824

当期経常外増減額

．指定正味財産増減の部

．正味財産期末残高
(注)

1.
2.

小科目の対前年度比較30超かつ50万円超の増減の理由および補足説明を備考欄に記載した．
人件費の配賦率は，刊行事業50，講演会・講習会事業30，調査・研究事業 5，表彰・奨励事業 5，法人会計10としている．

◇



◇

◇

本 会 記 事

貸

借

対

照

表

平成31年 2 月28日現在
科目

．資産の部
1. 流動資産
現金預金
未収会費
未収金
貸倒引当金
前払金
棚卸資産
その他流動資産
流動資産合計
2. 固定資産 特定資産
退職給付引当資産
減価償却引当資産
刊行事業資金刊行事業拡充賛助寄付資金
講演会・講習会事業資金
講演会・講習会事業拡充資金
国際会議開催準備資金調査・研究事業資金調査・研究事業拡充資金
国際学術交流資金
表彰・奨励事業資金
学会賞資金
研究技術功労賞資金
奨励賞・奨学賞等資金
谷川・ハリス賞資金
増本量賞資金
村上賞資金
特定資産合計 その他固定資産
什器備品
減価償却累計額
リース 什器備品
減価償却累計額
小計 什器備品
減価償却累計額
ソフトウエア
減価償却累計額
リース ソフトウエア
減価償却累計額
小計 ソフトウエア
減価償却累計額
電話加入権
敷 金
その他固定資産合計
固定資産合計資産合計
．負債の部
1. 流動負債
未払金
前受金
預り金
リース債務
流動負債合計
2. 固定負債
リース債務
退職給付引当金
固定負債合計負債合計
．正味財産の部
1. 指定正味財産
寄付金(うち特定資産への充当額)
2. 一般正味財産
一般正味財産(うち特定資産への充当額)
正味財産合計
負債及び正味財産合計

ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia Japan

当

年

度

(単位円)
前

年

度

増

減

104,123,718
2,978,497
3,559,374－193,857
754,817
6,028,522
11,336117,262,407

99,804,896
3,216,832
4,455,763－167,303
1,477,674
5,528,387
0
114,316,249

4,318,822－238,335－896,389－26,554－722,857
500,135
11,336
2,946,158

68,456,864
7,453,792
305,000,000
128,450,000
306,500,000
03,500,000
269,797,262
30,000,000
102,000,000
50,000,000
11,510,000
7,000,000
54,000,000
15,000,000
35,000,000
103,853,166
1,497,521,084

64,492,270
5,564,735
305,000,000
128,300,000
306,500,000
18,330,000
2,500,000
269,756,798
0
102,000,000
50,000,000
11,510,000
7,000,000
54,000,000
15,000,000
35,000,000
103,822,786
1,478,776,589

3,964,594
1,889,0570
150,000
0－18,330,000
1,000,000
40,46430,000,000
0
0
0
0
0
0
0
30,38018,744,495

745,386－570,460
5,279,904－1,180,440
6,025,290－1,750,900
9,201,840－6,883,332
1,185,840－355,752
10,387,680－7,239,084
50,3002,400,000
9,873,286
1,507,394,370
1,624,656,777

483,000－482,999
4,898,880－2,303,640
5,381,880－2,786,639
7,390,680－5,081,736
1,185,840－118,584
8,576,520－5,200,320
50,3002,400,000
8,421,741
1,487,198,330
1,601,514,579

262,386－87,461
381,024
1,123,200
643,410
1,035,739
1,811,160－1,801,596
0－237,168
1,811,160－2,038,764
001,451,545
20,196,040
23,142,198

2,847,052
47,637,086
6,923,641
1,117,152
58,524,931

1,216,814
51,276,079
8,705,162
1,053,648
62,251,703

1,630,238－3,638,993－1,781,521
63,504－3,726,772

3,812,400
68,456,864
72,269,264
130,794,195

2,608,848
64,492,270
67,101,118
129,352,821

1,203,552
3,964,594
5,168,146
1,441,374

446,813,166
446,813,166
446,813,166
1,047,049,416
1,047,049,416
982,251,054
1,493,862,582
1,624,656,777

446,632,786
446,632,786
446,632,786
1,025,528,972
1,025,528,972
967,651,533
1,472,161,758
1,601,514,579

180,380
180,380
180,380
21,520,444
21,520,444
14,599,521
21,700,824
23,142,198年度事業計画書(自2019年 3 月 1 日

至

2020年 2 月29日)

2019年度の事業の概要は，次のとおりである．(詳細は本会ホームページ/情報公開を参照のこと．）
 2019年度は，公益社団法人としての 7 年目の事業年度であり，引き続きセルフガバナンスに基づいて，公益目的事業を公◯正かつ適切に推進する．
 日本金属学会ビジョンおよび10年後の姿の実現に向けた諸施策を推進する．
◯
 刊行事業については，機関誌 3 誌の刊行を推進する．まてりあは，入門講座や講義ノート等の学術及び技術並びに情報の◯記事を充実させる．さらに，金属及び関連材料に関する情報が知りたいときに必ず手に取る情報誌であることを実現させる
ために，誌面や記事構成の更新等を推進する．具体的な対応策として，掲載記事構成の定型化を行い，これに簡潔な記事(研究室紹介，はばたくなど)を散りばめていく．さらに，記事見出しなどのデザイン見直し，編集委員執筆記事の掲載，ページ数増加を行っていく．日本金属学会誌は，日本語で書かれた最新知見の発信や高度な専門性のある提案・意見交流・学
理追求の場として維持向上を図るために，積極的な投稿勧誘等を推進する．Materials Transactions は，日本の代表的な材
料系英文論文誌であり続けるよう，より一層高度化するとともに，インパクトファクターの向上を目指し， Review やOverview の掲載や査読の厳格化等によって掲載論文の質を向上させる．さらに，質の高い論文が掲載されていることの周知やオープン化拡大等の掲載論文引用の促進等の施策を推進する．学術図書類は，既刊図書のデジタル化及び理数探求科目
履修支援のためのコンテンツ制作を推進する．
 講演会・講習会事業については，最新の研究や技術を発信し，多様かつ多くの研究者や技術者が集い交流する魅力ある講演◯大会を目指して，魅力あるシンポジウムの企画や他学協会との連携企画の拡充等の施策を推進する．また，講演大会参加者の利便性を向上させるために，講演概要集の Web 化を推進する．さらに，基礎から最新の研究や技術までを学べるセミナーの開催や次世代を担う人材の教育と育成に貢献する魅力ある講習会の開催等のメニューの拡大を推進する．
 調査・研究事業については，我が国の材料科学を先導していくことを目指し，再編した分科による活動を推進する．また，◯若手研究者の育成を目的として，研究助成事業を開始する．なお，本年度は募集を実施し，助成金の交付開始は来年度となる．さらに，金属及び関連材料に興味を持つ若い世代を育てることを目指し，学校教育の支援や青少年向けイベントの開催，若手交流等の人材育成に関する事業を拡充する．国際学術交流は，従来から推進している TMS および KIM との交流等の推進に加えて，講演大会における国際セッションの開催を検討する．
 表彰・奨励事業については，各賞の授賞目的と対象を再整理し，将来の更なる発展が期待できる若手を対象とした賞の拡充◯等を推進する．
 庶務については，引き続き法令等および本会の定めに則り，公正かつ適切に行う．また，学会の活動を広く世間に周知する◯ために，広報活動を推進する．
 会計については，引き続き最新の公益法人会計基準および公益認定等ガイドライン等に則り，公正かつ適切に行う．
◯

年度収支予算書
2019年 3 月 1 日から2020年 2 月29日まで
科

1.



目

一般正味財産増減の部
経常増減の部 経常収益
特定資産運用益特定資産受取利息
退職給付引当資産
減価償却引当資産
刊行事業資金刊行事業拡充賛助寄付資金
講演会・講習会事業資金
講演会・講習会事業拡充資金
調査・研究事業資金調査・研究事業拡充資金
国際学術交流資金
国際会議準備資金
表彰・奨励事業資金
学会賞資金
研究技術功労賞資金
奨励賞・奨学賞等資金
谷川・ハリス賞資金
増本量賞資金
村上賞資金
受取入会金
受取入会金
受取会費
正員受取会費
学生員受取会費
維持員受取会費
外国会員受取会費

当

年度

25,137,956
25,137,956
698,050
1,113
6,391,250
25,6605,991,625
4,166
5,290,464
3,000
1,734,000
500
1,050,000
235,503
119,000
842,625
255,000
595,000
1,901,000
110,000
110,000
66,900,000
35,200,000
3,040,000
27,800,000
860,000

前年度予算額25,134,159
25,134,159
698,089817
6,391,250
25,6205,991,625
4,166
5,290,464
0
1,734,000
01,050,000
235,503
119,000
842,625
255,000
595,000
1,901,000
90,00090,00067,450,000
35,750,000
3,040,000
27,800,000
860,000

増減(単位円)
備

考

3,797
3,797
－39
296
0
40
0
0
0
2019年度より積立
0
0
0
0
0
0
0
0
20,00020,000－550,000－550,000 正員減
000

本 会 記 事

科

目

事業収益
刊行事業収益当年度

前年度予算額増減94,640,493

96,703,953－2,063,460－4,670,860

備

52,096,293

56,767,153

会報購読費収益

2,134,490

2,325,750

会誌購読費収益3,565,200

4,980,320

欧文誌購読費収益

10,072,480

10,961,960

会報別刷等収益

2,431,800

3,754,800－1,323,000 別刷減－1,716,000 オンラインジャーナル化－191,260－1,415,120 オンラインジャーナル化－889,480 オンラインジャーナル化

会誌別刷・審査収益

840,000

2,556,000

欧文誌別刷・審査収益

23,124,000

22,500,000

624,000 別刷有料化

刊行事業広告収益

5,544,000

5,304,000

240,000

講座・現代の金属学収益

2,111,496

2,111,4960

金属化学入門シリーズ収益

2,036,867

2,036,867

0

235,960

235,960

0

講演会・講習会事業収益

36,605,000

34,032,800

2,572,200

講演大会参加費収益

17,849,500

16,791,500

1,058,000 参加費値上げ

講演概要集収益

8,914,700

8,811,500

103,200

講演大会懇親会参加費収益740,800

861,000－120,200

金属学会シンポジウム参加費収益

900,0000

金属学会シンポジウム予稿集収益

10,00010,00001,530,000

1,660,000－130,000

単行本収益

セミナー参加費収益
セミナーテキスト収益

900,000 シンポジウム増30,00030,000

講演会・講習会事業広告収益

3,870,000

3,178,800

支部講演会・講習会事業収益

2,200,000

2,200,000

0

講演会・講習会事業委託収益

560,000

490,000

70,0003,520,000

2,880,000

640,000

3,520,000

2,880,000

表彰・奨励事業収益

2,419,200

3,024,000－604,800

審査・投稿料収益

2,419,200

3,024,000－604,800 新技術・新商品減600,0000

600,000

受取地方公共団体助成金

500,0000

500,000 秋期講演大会助成受取国庫助成金

100,000001,500,000－1,500,000－1,500,000 2017年度実績

調査・研究事業収益調査・研究事業収益

受取補助金等

受取負担金
受取負担金
受取寄付金
受取寄付金
雑収益
受取利息
雑収益
支部受取利息・雑収益
経常収益計

考

0
691,200 機器展示増640,000 企業説明会参加企業増

100,000 雇用開発助成

01,500,000

0

0

0

0

0

379,375

399,375－20,000

0

800

800

0

378,275

398,275－20,000

300

300

0

187,767,824

191,277,487－3,509,663

 経常費用

174,714,980

176,012,446－1,297,466

刊行事業費

86,145,076

91,471,313－5,326,237

給料手当

25,510,000

25,038,534

471,466 職員増

退職給付費用1,460,000

2,231,679－771,679 対象職員減

事業費

福利厚生費

6,700,000

3,848,812

2,851,188 職員増

会報刊行費

26,678,076

27,082,763－404,687

会誌刊行費

3,905,524

8,377,580－4,472,056 オンラインジャーナル化

欧文誌刊行費15,352,576

16,703,045－1,350,469 オンラインジャーナル化

学術図書類刊行費

6,538,900

8,188,900－1,650,000 増刷印刷部数減

講演会・講習会事業費

54,032,810

53,022,307

15,306,000

15,023,120

876,000

1,339,007

給料手当
退職給付費用

1,010,503
282,880－463,007 対象職員減

福利厚生費

4,020,000

2,309,287

1,710,713 職員増講演大会開催費

23,924,600

24,680,933－756,333 会場費減

講演大会懇親会費

1,540,000

1,820,000－280,000

本多記念講演開催費

230,700

264,660－33,960

金属学会シンポジウム開催費

1,394,770

50,0001,344,770 シンポジウム増セミナー開催費

1,702,740

2,115,300

国際会議開催費

00

0

5,038,000

5,420,000－382,000

支部講演会・講習会開催費

ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia Japan－412,560




科

目

調査・研究事業費
給料手当

年

度

前年度予算額23,057,094

20,772,603

増減2,551,000

2,503,853

47,147

146,000

223,168－77,168

福利厚生費

670,000

384,881285,119

関連団体連携事業費

51,5001,500

50,000

日本工学会費285,984

269,590

材料戦略委員会費

202,500

862,500

科研費委員会費

1,000

197,000

人材育成委員会費

150,120

1,715,240

備

16,394－660,000 委員会減－196,000－1,565,120 委員会減190,000

190,000

調査研究委員会費

8,069,570

5,518,826

2,550,744 分科増による分科活動費増

研究会費

4,000,000

3,800,000

200,000 若手研究グループ含む

研究助成費

395,000

0

企画委員会費1,327,250

1,327,250

83,50083,5002,511,670

1,592,295

セルフガバナンス委員会費
国際学術交流委員会費
支部調査・研究事業費
表彰・奨励事業費
給料手当

0

395,000 2019年度開始
00919,375 国際セッション開催，PRICM
10派遣

2,422,000

2,103,000

319,000

11,480,000

10,746,223

733,777

2,551,000

2,503,853

47,147

退職給付費用146,000

223,168－77,168

福利厚生費

670,000

384,881285,119

名誉員費

232,000

201,000

31,0001,950,200

1,876,231

73,969

学会賞費

940,110904,11036,000

学術貢献賞費14,50026,500－12,000

学術功労賞

14,500014,500

技術賞費

80,09020,05060,040－368,380

各種賞検討委員会費

技術開発賞費1,258,400

1,626,780

金属組織写真賞費234,200

199,850

34,350

研究技術功労賞費

527,500

323,550

203,950

功績賞費

181,800

21,800160,000

功労賞費

13,05020,050－7,000

奨励賞・奨学賞等費

272,950

257,950

15,000

谷川・ハリス賞費

54,70019,70035,000増本量賞費

412,700

419,700－7,000

まてりあ賞

4,700

4,700

0

村上賞費

1,389,750

1,380,750

9,000

論文賞費

203,100

17,100186,000

フェロー費

43,75026,50017,250

支部表彰・奨励事業費

285,000

288,000－3,00018,049,400

19,073,746－1,024,346

5,102,000

5,007,707

94,293

退職給付費用292,000

446,336－154,336

福利厚生費

1,340,000

769,762

830,000

825,000

旅費交通費

2,750,000

2,750,000

通信運搬費

880,000

1,526,715

減価償却費

300,000

251,868

消耗什器備品費45,00045,0000

消耗品費

430,000

423,750

6,250

管理費
給料手当

会議費

570,238 職員増5,000
0－646,715 2017年度実績
48,132

修繕費

10,00010,0000

印刷製本費

240,000

490,377－250,377
2,811

光熱水料費

44,00041,189

賃借料

518,400

518,400

0

保険料

13,000

4,345

8,655

－106,000

諸謝金

20,000126,000

租税公課

2,780,000

3,291,000

送金手数料

113,000

108,976

支払負担金80,00078,685

1,315

システム管理費

242,000

338,933－96,933

委託費

1,550,000

1,546,531

3,469

雑費

470,000

473,172－3,172

経常費用計

192,764,380

195,086,192－2,321,812

評価損益等調整前経常増減額－4,996,556－3,808,705－1,187,851

0

0

0

－4,996,556－3,808,705－1,187,851

評価損益等
当期経常増減額

考2,284,491

退職給付費用男女共同参画委員会費

当－511,000 PRICM
9 なし
4,024

本 会 記 事

科
2.

目

当

年

度

前年度予算額増減備

考

経常外増減の部
 経常外収益
経常外収益計000

 経常外費用

固定資産除却損
経常外費用計
当期経常外増減額

0

0

0

0

0

0

0

0

0

当期一般正味財産増減額－4,996,556－3,831,705－1,164,851

一般正味財産期首残高

1,021,720,267

1,002,799,999

18,920,268

一般正味財産期末残高

1,016,723,711

998,968,294

17,755,417

0．指定正味財産増減の部
特定資産受取利息

1,901,000

1,901,000

未経過償還差額金の償却額

30,38030,3800

刊行事業拡充賛助寄付金

100,000

100,0000

一般正味財産への振替額

1,901,000

1,901,000

0

当期指定正味財産増減額

130,380130,3800

指定正味財産期首残高

446,593,546

446,332,786

260,760

指定正味財産期末残高

446,723,926

446,463,166

260,760

1,463,447,637

1,445,431,460

18,016,177

．正味財産期末残高
(注)

1.
2.

小科目の対前年度予算額比30超かつ50万円超の増減の理由および補足説明を備考欄に記載した．
人件費の配賦率は，刊行事業50，講演会・講習会事業30，調査・研究事業 5，表彰・奨励事業 5，法人会計10としている．

◇

ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia Japan

◇

◇




金属学会セミナー開催報告

高温酸化腐食の基礎熱力学・動力学を中心とした腐食の理解

その防食に関する考え方を述べた．
南口

誠(長岡技科大)は，「酸化物，酸化皮膜の機械的特性」と題する講演を行い，酸化物中の欠陥と酸化スケールの機械的特性をどのように関連付けて酸化スケールのはく離等の機械的損傷を考えるかについて，今後の研究の進むべき保方向を示した．

(第 2 分野企画)
開催日
場

所

笠井一輝(神鋼溶接サービス)は，「耐酸化コーティングと2019年 1 月22日

基材の相互作用，機械的特性」と題する講演を行い，単結晶

東京工業大学大岡山キャンパス

Ni 基超合金上への高 Al コーティング施工による超合金表面での組織変化と結晶方位の関係，それが機械的特性に及ぼす影響について説明した．
金属材料の高温酸化・腐食に関する基礎講座はしばらく行松永康夫(IHI)は，「耐熱合金のホットコロージョン，SO2

われておらず，産業界から実施の強い要請が寄せられていガス腐食」と題する講演を行い，ボイラー内で発生するホッた．そこで，本シンポジウムでは，高温腐食分野を専門とす

トコロージョンのメカニズムの基礎を説明するとともに，る講師陣により，高温酸化・腐食現象の基礎を解説すること

Fe 酸化物が関与する実機における石炭灰腐食現象を紹介しを目的として実施した(1 月 22日，東工大大岡山キャンパス

た．

蔵前会館内

ロイヤルブルーホール，参加者数 59 名)．な

野口

学(荏原製作所)は，「実環境(焼却プラント)におけお，本シンポジウムは，腐食防食学会，表面技術協会との共る溶融塩・塩化腐食」に関する講演を行い，廃棄物焼却プラ

催により行われた．

ントにおける高塩化環境課における高温腐食を実機での腐食現象を紹介しながら基礎的に解説した．特に塩化環境下では林

重成(北大)は，「高温酸化・腐食の熱力学」と題する

生成する塩化物の特性が腐食に強く影響する事を述べた．

講演を行い，主に状態図を高温酸化に活用する方法を熱力学

福本倫久(秋田大)は，新しい酸化挙動の評価方法として的および動力学的観点から解説した．特に，状態図の拡散パ「酸化動力学の新たな測定法とその展開」と題して，水素おスを考えることで，高温酸化中の物質移動を理解する事が重よび酸素センサー・ポンプを用いた新たな酸化動力学の測定要であることを述べた．

手法について紹介した．酸化動力学が，本手法を用いること

上田光敏(東工大)は，「高温酸化の速度論」について，酸化スケール中の物質移動を酸化物の欠陥構造とポテンシャル

により熱天秤を用いるよりも精度良く測定できる事が示された．

勾配の観点から解説した．化学ポテンシャル勾配と各イオン

今回のセミナーでは，世話人の不手際もあり，参加者へのの拡散挙動の関係を解説し，酸化スケールの成長について説

開催案内期間がとても短く，参加人数が少ないことが危ぶま明した．

れたが，実際には多くの方に参加いただけた．多くの参加者

西本工(日本製鉄)は，「高温腐食(溶融塩)の基礎」につは，本セミナーの継続的な実施や，その他の内容等について

いて，溶融塩中への酸化物の溶解度と腐食挙動の関係に関すの肯定的な要望が寄せられており，今後も高温酸化・腐食のる基礎的事項を解説し，溶融炭酸塩を用いた最近の研究成果

基礎に関するセミナーを継続的に実施したい．また，今回はを紹介しながら，耐腐食性を向上させるための考え方を解説

一日のセミナーであったが，内容が多く，各講師の講演時間した．

が不足していたこと，質疑応答時間が十分に取れなかったこ

西山佳孝(日本製鉄)は，「炭素系ガスによる腐食の基礎」とが反省点として挙げられる．

について解説し，特にメタルダスティングに代表される炭素(企画世話人北大 林 重成

系ガスによる激しい腐食現象を基礎的に解説するとともに，日本製鉄 西本

(文責林)
長岡技科大 南口誠

工)本 会 記 事

行
開催日

事

カ

名称・開催地・掲載号


年月
世界水素技術会議2019(東京)
2～7

6～7

繊維学会年次大会 特別セッション「ミルフィー
ユ構造の材料科学」(東京)

7

チタンの溶接トラブル事例講習会(東京)

レ
主催

ン

ダ

ー 太字本会主催(ホームページ掲載)
問合先

水素エネルギー協 TEL 029
8618712 org＠whtc2019.jp
会
http://whtc2019.jp
繊維学会
http://www.fiber.or.jp/jpn/events/2019/
year/index.html
日本チタン協会他 TEL 033258
6411
http://www.titanjapan.com/

定員80名

日本塑性加工学会 http://www.jstp.or.jp
TEL 0358254073 jwsinfo＠tg.rim.or.jp
http://www.jweld.jp/

定員
80名

7～9

2019年度塑性加工春季講演会(同志社大)

10～11

2019年度溶接入門講座(東京)

溶接学会

13

実用顕微評価技術セミナー2019(東大)13～14

第60回塗料入門講座

13～14

H31 年度「界面コロイドラーニング 第 35 回現代コロイド・界面化学基礎講座」(大阪)

14～15

第 6 回 最先端の顕微鏡と理論計算に関する国
際シンポジウム(名古屋)17～19日本顕微鏡学会第75回学術講演会(名古屋)20～21

第 50 回トライボロジー入門講座―全面リニュー
アル進化した入門講座―(東京)日本表面真空学会 TEL 033812
0266 office＠jvss.jp
色材協会
TEL 0334432811 admin＠jscm.or.jp
http://www.shikizai.org/
日本化学会
TEL 0332926163 dcsc＠chemistry.or.jp
https://colloid.csj.jp/
ファインセラミッ TEL 052
5813241
クスセンター
amtc6＠intergroup.co.jp http://amtc6.com
日本顕微鏡学会
TEL 0364575156
jsmpost＠microscopy.or.jp
http://jsm752019.com/index.html
日 本 ト ラ イ ボ ロ TEL 033434
1926
ジー学会
http://www.tribology.jp/

20～21

第24回動力・エネルギー技術シンポジウム(東大
生産技研)

21

日本分析化学会 中国四国支部
学講習会(岡山理科大)25～27

第67回表面科学基礎講座(東京理科大)

28

2019電気化学セミナー 2「初心者のための電気化学測定法―基礎編」(東京理科大)28

第333回塑性加工シンポジウム「高度化する金型
表面処理技術の最前線」(東京)29～11.9(4 回)

セラミックス大学2019(CEPRO2019)(東工大他)

前期(東大生産技研)

第 56 回分析化

年月
第 3 回アジア赤外線サーモグラフィコンファレ
1～5ンス(QIRT
Asia2019)(東京)

締切

TEL 0353603505
https://www.jsme.or.jp/
日本分析化学会中 TEL 086
2569490
国四国支部
analchem＠chem.ous.ac.jp
http://www.chem.ous.ac.jp/～analchem/
56koshukai/

定員
100名

定員
100名

日本機械学会

日本表面真空学会 TEL 033812
0266 office＠jvss.jp
https://www.jvss.jp
電気化学会
TEL 0332344214 ecsj＠electrochem.jp
https://electrochem.jp/post_seminar/2842/
日本塑性加工学会 http://www.jstp.or.jp
日本セラミックス TEL 033362
5231
協会教育委員会
cersjkyouiku＠cersj.org
http://www.ceramic.or.jp/
日本非破壊検査協 TEL 035609
4011
会(東京)
sec＠qirtasia2019.com
日本顕微鏡学会
jsmdenken＠bunken.co.jp
http:/microscopy.or.jp/univ/
日本表面真空学会 TEL 074928
8371
関西支部
yanagisawa.j＠e.usp.ac.jp
http://www.sssj.org/Kansai/goudou190705.
html
日 本 塑 性 加 工 学 http://www.jstp.or.jp
会・日本鍛圧機械工業会

4～5

第29回電子顕微鏡大学(東大)5日 本 表 面 真 空 学 会 関 西 支 部 合 同 セ ミ ナ ー 2019「GaN 系半導体デバイスの最近の話題」(阪大)5

日本塑性加工学会・日本鍛圧機械工業会 産学連
携企画(第 80 回塑性加工技術フォーラム)「板材
成形技術の最前線」(東京)年度日本金属学会・日本鉄鋼協会 両北海道
支部合同サマーセッション開催のお知らせ(北大)
(号
頁)

北海道支部

11～12

第60回塗料入門講座

11～12

第 53 回 X 線材料強度に関するシンポジウム(大阪)

12粉末冶金入門講座(東京)17～19日本結晶学会講習会「粉末 X 線解析の実際」(東
工大)

18～19

参加
5.31

6.18
6.14
定員
80名
定員
120名

6.14
7.4
定員
180名
定員
150名

TEL 0143472651 FAX 0143472760
mutekkyo＠jo.nipponsteel.com

色材協会

TEL 0334432811 admin＠jscm.or.jp
http://www.shikizai.org/
日本材料学会TEL 0787953212
nishida＠kobekosen.ac.jp
http://www.jsms.jp
粉体粉末冶金協会 TEL 075
7213650 info＠jspm.or.jp

定員
100名
講演
3.15

7.1

2019年度 JPARC MLF 産業利用報告会(東京)crsjxray＠bunken.co.jp
http://xrd2019.analytsci.org/
JPARC センター TEL 0292843008
他
fujii.misono＠jaea.go.jp
https://neutron.cross.or.jp/ja/events/
19071819/22～24

第25回結晶工学スクール(2019年)(大阪大)

応用物理学会

26

第403回講習会 表面を革新するハードコーティ
ング技術と展開(東理大)

精密工学会

26

第 79 回技術セミナー腐食を理解するための電気化学入門(東京)

腐食防食学会後期(東大生産技研)

ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia Japan

日本結晶学会TEL 0338287723 igarashi＠jsap.or.jp
https://annex.jsap.or.jp/kessho
TEL 0352265191
jspe_koushu＠jspe.or.jp
http://www.jspe.or.jp/
TEL 0338151161
naito1130033＠jcorr.or.jp
https://www.jcorr.or.jp/

7.1
定員
60名




開催日

名称・開催地・掲載号

31～8.2

第 46 回コロージョン・セミナー「電気化学測定に基づいた腐食反応評価・解析の理解」(北九州)


年月
日本学術会議公開シンポジウム「SDGs のための
5
資源・材料の循環使用に関するシンポジウム」(東京)主催
腐食防食学会

問合先

TEL 0338151161
naito1130033＠jcorr.or.jp
https://www.jcorr.or.jp/yotei/46.html

日本学術会議TEL 0334020541 info＠mmij.or.jp
材料工学委員会他 https://www.mmij.or.jp/events/6142.html

7.26

7.26

9

表面分析実践講座 2019 ～実践最新走査電子顕微鏡実習 実際の作業を通して身につける最新技術～(東京)

日本表面真空学会 TEL 033812
0266
https://www.jvss.jp


～


国際会議(PRICM10)(中国西安)(
号
頁)

20～22

第235回塑性加工技術セミナー「はじめての塑性
力学(準備編・基礎編・応用編)」(東京)

pricm10＠csm.org.cn
http://www.pricm10.com/
日本塑性加工学会 http://www.jstp.or.jp

22

2019年茨城講演会(茨城大)22～23

第11回「役に立つ真空技術入門講座」(大阪電気
通信大)

30～31

SPring8 シンポジウム2019(岡山大)office＠jvss.jp

中国金属学会

日本機械学会関東 TEL 029438
5046
支部
ibakouen＠ml.ibaraki.ac.jp
日本表面真空学会 TEL 066879
7778 office＠jvsskansai.jp
関西支部
https://www.jvss.jp/

日本実験力学会

2～3

2019電気化学セミナー 3「初心者のための電気化学測定法―実習編」(東工大)

電気化学会

2～4

第22回 XAFS 討論会 (京大)TEL 0332344213 ecsj＠electrochem.jp
https://electrochem.jp/post_seminar/2842/
日本 XAFS 研究会 TEL 075
7536850
yamamoto.kentaro.4e＠kyotou.ac.jp
http://www.moleng.kyotou.ac.jp/～moleng_04/event/jxafs22/

3～4

第35回分析電子顕微鏡討論会(幕張メッセ)日本顕微鏡学会

3～4

第236回塑性加工技術セミナー「伸線(引抜き)加工の基礎技術」(関西大)日本塑性加工学会 http://www.jstp.or.jp

4～6

第 162 回塑性加工学講座「有限要素法入門セミナー」(東京)日本塑性加工学会 http://www.jstp.or.jp

4～6

2019年度工学教育研究講演会(東北大)10～12日本計算工学会サマースクール 2019 in 東京「非線形有限要素法による弾塑性解析の理論と実践」
(中央大)


～


日本金属学会秋期講演大会(岡山大学津島キャン
パス）(岡山)(本号頁)

日本工学教育協会 TEL 035442
1021 kawakami＠jsee.or.jp
https://www.jsee.or.jp/
日本計算工学会
TEL 0227957417
nonlinearfem＠grp.tohoku.ac.jp
http://msd.civil.tohoku.ac.jp/
nonlinearfem2019/
日本金属学会TEL 0222233685 FAX 0222236312
annualm＠jim.or.jp

12～14

第21回日本感性工学会大会(芝浦工大)

17～21

国際トライボロジー会議201918～19

第47回ガスタービン学会定期講演会(函館)

22～27


～


高温変形の組織ダイナミクス研究会「年度
夏の学校」(金沢)(号頁)

62019 年度秋期第 74 回学術講演会「先端技術・材料にフォーカスした矯正歯科治療のさらなる可能性を探る」(長崎大)

9 ～11

ADMETA Plus 2019(Advanced Metallization
Conference 2019: 29th Asian Session)(東大)
第38回電子材料シンポジウム(EMS38)(橿原)

TEL 0886567387
JSEM2019＠ml.tokushimau.ac.jp
http://www.jsem.jp/event/Annual19/index.html

TEL 0117066768
bunseki＠eng.hokudai.ac.jp
http://labs.eng.hokudai.ac.jp/labo/LIFM/
bunseki/

8.19

事前参加
8.30

定員
200名
定員
30名

8.30

講演
7.5
参加
8.27

TEL 0336668000 jske＠jske.org
https://www.jske.org/taikai/jske21
日 本 ト ラ イ ボ ロ TEL 022
7221311
ジー学会
itc2019＠convention.co.jp
http://www.tribology.jp/
日本感性工学会

日本ガスタービン TEL 033365
0095
学会
gtsjoffice＠gtsj.org http://www.gtsj.org/
20th International Symposium on Boron, Borides 第 20 回 ホ ウ 素 ・ TEL 0258479714
and Related Materials(第20回ホウ素・ホウ化物 ホウ化物および関 takeda＠mech.nagaokaut.ac.jp
および関連物質国際会議)(新潟)
連物質国際会議組 http://sogalabo.jp/isbb2019
織委員会年月27～11.1
The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies(PACRIM13)(沖縄)

9 ～11

定員
70名
論文
7.1
定員
100名

SPring8
TEL 0791582785
ユ ー ザ ー 協 同 体 sp8sympo2019＠spring8.or.jp(SPRUC)他
http://www.spring8.or.jp/ja/science/meetings/2019/sp8sympo2019/


年月
日本実験力学会2019年度年次講演会(徳島大)1～3

仙台(仙台)

締切研究会 No. 76

TEL 0172393643
mineta＠hirosakiu.ac.jp

参加
7.26

日本セラミックス TEL 033362
5231 jimask＠cersj.org
協会
http://www.ceramic.or.jp/pacrim13/
日本歯科理工学会 TEL 033947
8891
gakkai30＠kokuhoken.or.jp

ADMETA 委員会・ TEL 0368015685
吉田
jimukyoku＠admeta.org
電子材料シンポジ TEL 082
4247649
ウム運営・実行委 ytominag＠hiroshima
u.ac.jp
員会
http://ems.jpn.org/

本 会 記 事

開催日

名称・開催地・掲載号

主催

問合先

締切

12～13

第70回塑性加工連合講演会(習志野)18

第 16 回 機械・構造物の強度設計，安全性評価に関するシンポジウム(京都)日本材料学会19

日本機械学会関東支部山梨講演会(山梨大)

日本機械学会関東 TEL 055
2208445
支部
tsuyoshis＠yamanashi.ac.jp
http://society.me.yamanashi.ac.jp/jsme/
2019/

20～25

第 12 回新物質及び新デバイスのための原子レベ
ルキャラクタリゼーションに関する国際シンポジ
ウム(京都)

日 本 学 術 振 興 会 alc19＠alc.jsps141.org
マイクロビームアナリ https://alc.jsps141.org/alc19

23～25

第60回高圧討論会(札幌)

日本高圧力学会

日本塑性加工学会 http://www.jstp.jp/
design16＠jsms.jp
http://www.jsms.jp/

講演7.1

シス第141委員会

年月
1～4
The 14th International Symposium on Advanced 日本実験力学会
Science and Technology in Experimental
Mechanics(つくば)No. 82

TEL 07055453188
touronkai60＠highpressure.jp
http://www.highpressure.jp/new/60forum/
TEL 0253689310
officejsem＠clg.niigatau.ac.jp
http://jsem.jp/

https://www.nims.go.jp/group/sdg/
micromechjim/
http://www.nacetokyosection.org/



微笑領域の力学特性氷塊とマルチスケールモデリ
ング(軽井沢)(本号頁)

研究会

11～14

NACE EAP Conference 2019
術(横浜)NACE EAP

17～22

日本ガスタービン http://www.gtsj.org/english
学会

20～22

国 際 ガ ス タ ー ビ ン 会 議 2019Tokyo ( IGTC2019
Tokyo)(東京)第19回破壊力学シンポジウム(福島)21～22

電気加工学会全国大会(2019)(金沢大)電気加工学会22

第 22 回ミレニアム・サイエンスフォーラム(東京)

ミレニアム・サイエンス・フォーラム

25～27

第 40 回 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム(明大)超音波エレクトロ TEL 042
4435166
ニクス協会

25～27

EcoDesign 2019国際会議(横浜)

エコデザイン学会 ecodesign2019_secretariat＠ecodenet.com
連合他
http://ecodenet.com/ed2019/
粉体粉末冶金協会 TEL 075
7213650 info＠jspm.or.jp

腐食科学と防食技

粉末冶金基礎・実用講座(京都工芸繊維大)28～29年月日本 MRS 創立30周年記念国際会議(横浜)
10～14

年月
8 ～11
COMPSAFE2020 (第 3 回安心・安全・環境に関する計算理工学国際会議)(神戸)～

日本金属学会春期講演大会(東京工業大学大岡山
キャンパス)(東京)

日本材料学会

日本MRS

講演
7.9

TEL 0757615321 jimu＠jsms.jp
http://www.jsms.jp/
goto.akihiro＠sist.ac.jp
TEL 0538450127
http://www.jseme.or.jp
TEL 0367328966 msf＠oxinst.com
http://www.msforum.jp/
h.nomura＠uec.ac.jp

講演
8.9

TEL 0452638538
info_mrm2019＠jmru.org
https://mrm2019.jmru.org

COMPSAFE2020 secretary＠compsafe2020.org
実行委員会
http://www.compsafe2020.org
日本金属学会TEL 0222233685 FAX 0222236312
annualm＠jim.or.jp(2019年 3 月26日～2019年 4 月22日)

正

員

石川佳樹
中村天斗
本知輝
学

生

竹之内優志
上久保篤志
深田基史
徳丸史博

関西大学
大阪府立大学
大阪大学

川口貴大
山下活博
梅村澄夫

北海道大学

石黒廉吉
須田一輝
中鉢海斗
岡田
海

名古屋大学

吉竹

豊

有限会社アルム出版社

石川県工業試験場
岐阜県産業技術総合センター員
九州大学
東京工業大学
愛媛大学
防衛大学校

東京工業大学
九州工業大学
近畿大学

阿崎裕也
篠原勇人
室野香菜美
神谷柾人

玉川大学
群馬大学
首都大学東京東海大学

外国一般会員Nguyen ThanhMai

北海道大学

外国学生会員Karunathilaka Nuwan

岡山大学

ま て り あ 第58巻 第 6 号(2019)
Materia Japan

X 線 CT

産業・理工学でのトモグラフィー実践活用戸田裕之 著X 線は，ドイツのヴィルヘルム・コンラート・レントゲンによ成され，X 線 CT の歴史，理論的な仕組み，ハードから実例までをって 1895年に発見された．彼は自身の手に X 線を照射して，指の一冊に取りまとめている．第 1 章は X 線 CT の歴史，第 2 章， 3

骨を映しだすデモンストレーションをしていたらしい．この X 線

章は，立体構造構築のための画像再生の基礎理論と解説，第 4 章

発見の功績により第 1 回ノーベル物理学賞( 1901 年)を受賞していは X 線 CT 設備をハード面から解説し，第 5 章はイメージング技

る．破壊することなく人体の内部を透視できる X 線技術は，現代術，第 6 章はその応用例，第 7 章から第 9 章は 3D 画像処理などにでは特に不思議にも思わない慣れ親しんだ技術であろうが，発見さ関する基礎理論から応用までが解説されており，最後の第 10 章でれた当時は物凄く衝撃なことだったのではないかと想像される．

は物体形状の測定精度についても述べられている．本書は，最初の1895年というと現在から120年ほど前になる．その頃の日本は，明頁からじっくりと読み込んでいくスタイルにももちろん適している

治維新の混乱が一段落し近代国家の仲間入りをすべくひたすら富国と思うが，必要な，もしくは，困った時に手に取るスタイルにも適強兵のもと突き進んでいた明治中期頃であろうか．こう考えると，しているように思われる．関係する技術分野に身を置く研究者が，X 線が発見された年代は，意外とそう昔ではないようにも感じら

何か疑問に感じたときに本書を手に取り，該当する頁を読み込めれる．ただ，この120年の間に X 線に関わる技術は大きな進展を遂ば，そこには疑問に答えてくれる内容が説明されているであろう．

げている．毎年健康診断でお目にかかる一枚のレントゲン撮影像か

本書の題目通りの“実践”的な利用にうってつけな良書である．豊ら，画像再構成理論・技術を駆使して物体内部の構造を瞬時に立体富な図面が掲載されていることも読者の理解を助けている．全450構築できる X ray computed tomography ( X 線 CT )が実現された

頁ほどのボリュームがあり，ハードカバーで綴られた豪華な仕上げのである．単に CT と呼ばれることの多い X 線 CT 技術は，病院となっている．この分野の研究者にとっては必要な一冊であろう．
(名古屋大学ではもう珍しくない検査機器の一つとして広く普及した．本書の著者である戸田裕之博士は，この X 線CT技術を様々な材料の構造解〔2019年 B5 版

共立出版

462頁

山本剛久)

6400円＋税〕

析へと展開させていった先駆者の一人である．本書は 10 章から構

◇
～

事務局より

◇

◇

～

会員の皆様で本会に登録している Email アドレスに変更が生じた場合は， 会員マイページ へのアクセスが出来なくなりますので，事務局(member＠jim.or.jp)までお知らせ下さい．
登録情報のご変更は 会員マイページ をご利用下さい．

2019, 2020年度会報編集委員会
委員
長
副 委 員 長
委
員

大塚
誠
竹田
修
池尾直子
大野直子
近藤亮太
杉浦夏子
堤
祐介
轟
直人
長谷川 誠
宮崎秀俊
山中謙太

石本卓也
小幡亜希子
齊藤信雄
芹澤
愛
圓谷貴夫
永井
崇
春本高志
宮澤知孝
山本剛久

ま て り あ 第巻 第号（） 発行日
発行所



井田駿太郎
木口賢紀
齊藤敬高
島克利
寺西
亮
長岡
亨
藤枝
俊
宮部さやか
横山賢一

2019年 6 月 1 日

公益社団法人日本金属学会〒9808544 仙台市青葉区一番町一丁目1432
TEL 0222233685 FAX 0222236312

発
印
発(五十音順，敬称略）

上田恭介
北村一浩
佐々木秀顕
田中秀明
寺本武司
中島孝一
細川裕之
盛田元彰
吉矢真人

梅津理恵
小畠淳平
佐藤紘一
趙
研
土井康太郎
中村篤智
本間智之
森戸春彦
吉年規治

大石
郁
小柳禎彦
佐藤豊人
佃
諭志
徳永透子
野山義裕
三井好古
諸岡
聡
李
海文

定価(本体,円＋税)送料円
年間機関購読料金,円(税・送料込)
行 人 山村英明
刷 所 小宮山印刷工業株式会社
売 所 丸善雄松堂株式会社〒1600002 東京都新宿区四谷坂町 1010

本 会 記 事2019年 6 月 1 日発行「まてりあ」