格子欠陥機能力学が拓く極小原子空間の機械機能工学

研究課題

体系的番号	JPMJFR222H
DOI	https://doi.org/10.52926/JPMJFR222H
研究代表者	嶋田隆広京都大学, 大学院工学研究科, 教授
研究期間 (年度)	2023 – 2029 (予定)
概要	ナノ・量子技術によるパラダイムシフトの渦中にある現在、原子・量子レベルで自在に機能する極小機械の実現が急務となっています。私は、物質中に遍在する格子欠陥が持つ特異な量子状態を制御する力学原理を解明し、限界寸法を超えた極小な磁性強誘電機能を創発することで、原子レベルで力学・電気・磁気エネルギーの相互変換が可能な「世界最小の量子機械」の創出と新領域「原子空間の機械機能工学」の開拓に挑戦します。
研究領域	井村パネル

報告書

(3件)

主な研究成果
(16件)

すべて 2024

すべて雑誌論文 (16件) (国際共著 10件、査読あり 16件、オープンアクセス 16件)

[雑誌論文] Singular stress field induced two-dimensional topological polar structures in SrTiO3: Topological number manipulation via loading modes2024
- 著者名
  Kohta Kasai, Takayuki Hamaguchi, Yu Wang, Susumu Minami, Hiroyuki Hirakata, Takahiro Shimada
- 雑誌名
  
  Computational Materials Science
  
  巻: 242 ページ: 113070-113070
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Low-field energy storage enhancement in ferroelectric/paraelectric PbTiO3/SrTiO3 nanocomposites near antiferroelectric-ferroelectric transition region2024
- 著者名
  Le Van Lich, Ba-Hieu Vu, Dang Thi Hong Hue, Do Thi Huong Giang, Takahiro Shimada, Van-Hai Dinh, Manh-Huong Phan
- 雑誌名
  
  Journal of Science: Advanced Materials and Devices
  
  巻: 9 号: 2 ページ: 100687-100687
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Shear localization-induced amorphization in nanocrystals during high strain rate deformation2024
- 著者名
  Qi-lin Xiong, Takahiro Shimada, Takayuki Kitamura
- 雑誌名
  
  International Journal of Mechanical Sciences
  
  巻: 273 ページ: 109324-109324
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Stability and deformation of a vacancy defect in skyrmion crystal under external magnetic and temperature fields2024
- 著者名
  Yu Wang, Ryosuke Manabe, Kohta Kasai, Tao Xu, Takahiro Shimada
- 雑誌名
  
  Acta Materialia
  
  ページ: 120381-120381
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Ab initio study of electron-doping effect on shear strength of covalent Si: Insight into electronic brittle-ductile transition2024
- 著者名
  Hiroki Noda, Shumpei Sakaguchi, Susumu Minami, Hiroyuki Hirakata, Takahiro Shimada
- 雑誌名
  
  International Journal of Mechanical Sciences
  
  巻: 278 ページ: 109454-109454
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Phase-field analysis for brittle fracture in ferroelectric materials with flexoelectric effect2024
- 著者名
  Chang Liu, Yu Tan, Yong Zhang, Zhaoyi Liu, Takahiro Shimada, Xiangyu Li, Jie Wang
- 雑誌名
  
  Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering
  
  巻: 430 ページ: 117242-117242
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Superelastic electromechanical behaviors in ferroelectric PbTiO3 ceramics under coupled mechanical-electric fields: Higher-order piezoelectric constitutive equations from first-principles2024
- 著者名
  Susumu Minami, Tomohiro Nakayama, Takahiro Shimada
- 雑誌名
  
  Acta Materialia
  
  巻: 278 ページ: 120248-120248
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Breakdown of Volterra’s Elasticity Theory of Dislocations in Polar Skyrmion Lattices2024
- 著者名
  Kohta Kasai, Tao Xu, Susumu Minami, Takahiro Shimada
- 雑誌名
  
  Nano Letters
  
  巻: 24 号: 42 ページ: 13247-13254
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Ultrahigh-Density Polar Vortex Lattice in Square-Shaped Moire Bilayers of Lead Chalcogenides2024
- 著者名
  Tao Xu, Tao Qian, Chengsheng Wu, Jingtong Zhang, Jie Wang, Hiroyuki Hirakata, Takayuki Kitamura, Takahiro Shimada
- 雑誌名
  
  Nano Letters
  
  巻: 24 号: 46 ページ: 14736-14742
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Mechanical Writing of Polar Skyrmionic Topological States via Extrinsic Dzyaloshinskii?Moriya-like Flexoelectricity in Ferroelectric Thin Films2024
- 著者名
  Kohta Kasai, Takashi Nojima, Yu Wang, Tao Xu, Hiroyuki Hirakata, Takahiro Shimada
- 雑誌名
  
  ACS Nano
  
  巻: 18 号: 47 ページ: 32451-32457
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Emergent local negative electrostriction induced by oxygen vacancy in BaHfO3: Defect engineering2024
- 著者名
  Yoshitaka Ikeda, Susumu Minami, Takahiro Shimada
- 雑誌名
  
  Journal of Applied Physics
  
  巻: 136 ページ: 214101-214101
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] First-principles based data-driven strain engineering for ferroelectrics via active machine learning: A nonlinear piezoelectric constitutive equation2024
- 著者名
  Susumu MINAMI, Yasuaki MARUYAMA, Yoshimasa ABE, Tomohiro NAKAYAMA, Takahiro SHIMADA
- 雑誌名
  
  Transactions of the JSME (in Japanese)
  
  巻: 91 号: 941 ページ: 24-00184
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Alterable fracture toughness of amorphous silica by injection and removal of electrostatic charge2024
- 著者名
  Wataru Matsunaga, Seiya Shichino, Takumi Takahashi, Takahiro Shimada, Hiroyuki Hirakata
- 雑誌名
  
  Scripta Materialia
  
  巻: 255 ページ: 116375-116375
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Creating ferroelectricity and ultrahigh-density polar skyrmion in paraelectric perovskite oxide monolayers by moire engineering2024
- 著者名
  Tao Xu, Qian Tao, Jiafei Pang, Jingtong Zhang, Sheng Li, Ri He, Jie Wang, Takahiro Shimada
- 雑誌名
  
  Research
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
[雑誌論文] Quantum Electronic Strengthening of Covalent Semiconductor Materials by Excess Electron/Hole Doping2024
- 著者名
  Hiroki Noda, Shumpei Sakaguchi, Ryoga Fujita, Susumu Minami, Hiroyuki Hirakata, Takahiro Shimada
- 雑誌名
  
  Acta Materialia
  
  ページ: 120795-120795
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] The magnetic ordering investigation in the double perovskite Bi2FeB′O62024
- 著者名
  Jiafei Pang, Aijie Mao, Tao Xu, Wenyuan Jin, Xiaoyu Kuang, Takahiro Shimada, Cheng Lu
- 雑誌名
  
  Computational Materials Science
  
  巻: 250 ページ: 113682-113682
- 査読あり / オープンアクセス / 国際共著

格子欠陥機能力学が拓く極小原子空間の機械機能工学

研究代表者

嶋田 隆広 京都大学, 大学院工学研究科, 教授

報告書

主な研究成果

[雑誌論文] Singular stress field induced two-dimensional topological polar structures in SrTiO3: Topological number manipulation via loading modes2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Low-field energy storage enhancement in ferroelectric/paraelectric PbTiO3/SrTiO3 nanocomposites near antiferroelectric-ferroelectric transition region2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Shear localization-induced amorphization in nanocrystals during high strain rate deformation2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Stability and deformation of a vacancy defect in skyrmion crystal under external magnetic and temperature fields2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Ab initio study of electron-doping effect on shear strength of covalent Si: Insight into electronic brittle-ductile transition2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Phase-field analysis for brittle fracture in ferroelectric materials with flexoelectric effect2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Superelastic electromechanical behaviors in ferroelectric PbTiO3 ceramics under coupled mechanical-electric fields: Higher-order piezoelectric constitutive equations from first-principles2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Breakdown of Volterra’s Elasticity Theory of Dislocations in Polar Skyrmion Lattices2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Ultrahigh-Density Polar Vortex Lattice in Square-Shaped Moire Bilayers of Lead Chalcogenides2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Mechanical Writing of Polar Skyrmionic Topological States via Extrinsic Dzyaloshinskii?Moriya-like Flexoelectricity in Ferroelectric Thin Films2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Emergent local negative electrostriction induced by oxygen vacancy in BaHfO3: Defect engineering2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] First-principles based data-driven strain engineering for ferroelectrics via active machine learning: A nonlinear piezoelectric constitutive equation2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Alterable fracture toughness of amorphous silica by injection and removal of electrostatic charge2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Creating ferroelectricity and ultrahigh-density polar skyrmion in paraelectric perovskite oxide monolayers by moire engineering2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Quantum Electronic Strengthening of Covalent Semiconductor Materials by Excess Electron/Hole Doping2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] The magnetic ordering investigation in the double perovskite Bi2FeB′O62024

著者名

雑誌名

嶋田隆広京都大学, 大学院工学研究科, 教授