(更新:2014/9/4)
■ 研究環境/保有設備
われわれの研究室の特徴は、実験科学・計算科学をどちらも展開している点です。研究機材から得られたデータを丹念かつ高度な技術で解析することで、高い水準の研究ができるよう努力をしています。
(1)実験系環境
リチウムイオン電池の製作とその電気化学反応評価の実験に必要な機器と材料のイオン伝導・熱物性評価装置を中心に整備しています。また、名古屋工業大学や協力研究機関に設置してある共通機器も活用しています。基本的な機器ばかりですが、基礎知識と高度かつ精密な測定技術、多彩なデータ解析を心がけて、材料特性や電気化学反応の本質を見極めるようにしています。また、臨機応変に簡便な専用機器を設計したり、測定解析プログラムを自作して研究に供しています。
(2)計算系環境
研究室には260 core程度の計算設備しか有していませんが、国内のスパーコンピューター設備などを活用し、大量の計算ができるようにしています。国内外にある優れたソフトウェアーを積極的に導入して、様々な材料科学の計算ニーズに対応するように努めています。また計算結果解析プログラムを一部自作することで効率的な研究環境の構築をしています。一部の技術は国内企業へも展開しています。
保有装置例 | 機器 研究 | 例・写真など |
---|---|---|
ポテンシオ・ガルバノスタット 電気化学インピーダンス装置 | Biologic社 VMP3 (16ch) Solartron社 (1ch) Versa-STAT (1ch) 北斗電工 SM8 (32ch) 北斗電工 SM6 (30ch) | 電池充放電試験 界面反応・電荷移動反応の速度論 反応エントロピー測定 |
インピーダンス測定装置 | HP社 HP4192 Hioki社 | イオン導電性材料の伝導率測定 |
グローブボックス | 美和製作所(3台) ・水分/酸素除去 ・循環型 | リチウムイオン電池の組立て 全固体型リチウムポリマー電池の組立て |
精密温度制御装置 | ESPEC製 恒温槽4機 ・-20℃~200℃ ・プログラム制御型 その他 2機 ・室温~300℃ | 電気化学反応の活性化エネルギー測定 イオン導電率の測定 |
電気炉 | カンタル炉 (~1200℃) シリコニット (~1500℃) スーパーカンタル炉(~1600℃) (雰囲気制御装置あり) | 各種セラミックスの合成 |
各種合成器具 | 水熱合成 溶液合成 など | 乾式合成以外のセラミックス調整 ポリマー調整 |
熱物性評価装置 | SII社 TG-DTA SII社 DSC | 相転移・欠陥化学反応の解析 合成反応解析 各種熱物性(ガラス転移点など)の測定 |
遊星型ボールミル装置 | FRITSCH社 Premium line P-7 気密式ほか | セラミックス粉体の調整 |
金属スパッター装置 | JEOL社 | 電極製作・電子顕微鏡試料作成 |
BET装置 | 日本ベル社 Belsorp-min | 表面積・細孔径の測定(共同利用) |
真空乾燥機・真空温調機 | 各種(室温~200℃) ・真空レギュレータ付 ・ダイアフラムor油回転 | 乾燥用途など |
粉末X線回折装置 | Rigaku社 MiniFlex600 | 結晶構造解析など |
(これまで、共同研究等で使用した機器や共通機器)
共通装置例 | 機器 | 研究例など | |
---|---|---|---|
粉末XRD | 高速検出機器つきなど | 粉末セラミックスサンプルのRietveld解析など | |
放射光など | |||
透過型電子顕微鏡 | 球面収差補正機能 | セラミックス・ポリマーハイブリッド材料の構造解析など | |
EELS機能つきなど | |||
走査型電子顕微鏡 | EDS装置つきなど | リチウムイオン電池の劣化機構解析など | |
X線吸収分光 | 放射光施設など | 電子状態の解析 | |
局所構造の解析 | |||
放電プラズマ焼結装置 | 難焼結性物質の焼結 | ||
ラマン分光装置 | 炭素系材料の構造解析 | ||
ポリマー材料の構造解析 |
ハードウェアー
保有装置例 | 機器 | 備考 |
---|---|---|
クラスター型計算機 | HPCシステムズ製 | Intel Xeon CPU 3.00GHz など 約260core (2014年4月) OS: Linux (Redhat系) |
ソフトウェアー
用途 | 名称 |
第一原理バンド計算 | VASP ver4 |
(擬ポテンシャル・PAW) | VASP ver5 |
第一原理バンド計算 | Wien2k |
(全電子FLAPW法) | |
多重散乱理論計算ソフト | Feff 7 |
Feff 8 | |
Feff 9 | |
量子化学計算ソフト | Gaussian 09 |
(GaussView ver.5) for win | |
材料計算ソフトウェアーパッケージ | MedeA |
(VASP+Phonon) | |
力場ポテンシャル計算ソフト | GULP4 |
分子動力学法ソフト | DL_POLY 4 |
第一原理モンテカルロ計算ソフト | ATAT |
メトロポリス・モンテカルロ/キネティック・モンテカルロ/ 遺伝的アルゴリズム計算ソフト | 自作 |
進化論的アプローチソフト | USPEX9 |
多変量解析ソフト | JMP |
Rietveld解析ソフト | RIETAN |
Impedance解析ソフト | ZView 3 |
メスバウアースペクトル解析ソフト | MossWin |
XAFS解析ソフト | Rex2000 |
結晶構造データベース | ICSD |
X線回折パターンデータベース | JCPDS-ICDD |
(その他:フリーウェアーや自作ソフトなど多数を利用)