はじめよう固体の科学

学振特別研究員DCの給料はこの35年でどう変わったか

学振DCは、ありがたい支援制度ではあるものの、世間で賃上げの機運が高まっていたり、物価高が深刻な中で、月額20万円では心もとないこともまた事実．では、この月額20万円という額は妥当なのでしょうか．

2025/06/14 19:41

炭素の同素体：炭素はつながるどこまでも

フラーレンの発見を皮切りに、カーボンナノチューブ、グラフェン、そして最近ではこれらの構造を組み合わせたような新たな同素体が報告されています．

2025/06/03 22:15

単一金属触媒（Single-Atom Catalysts）：たどりついた最小の触媒

固体触媒の表面積を大きくするほど活性は向上します．理想的には、原子が一つ一つ裸の状態でいてくれれば、あらゆる方向に表面が露出しており、全ての方向を触媒として用いることが可能になります．

2025/05/25 09:17

電気エネルギー貯蔵のための誘電体セラミックス

キャパシタ（コンデンサ）は、化学エネルギーを介さず直接電気エネルギーを貯蔵可能なデバイスです．それゆえ瞬時に充電・放電が可能であり、大きな出力密度を示します．

2025/05/12 22:14

マルチフェロイクス：磁気で電気を、電気で磁気を操る

マルチフェロイックを示す物質は、例えば磁場をかけることで電気分極を制御し、あるいは電場をかけることで磁化を制御することが可能です．

2025/04/13 17:21

水素エネルギーの未来は？

無毒でありながらエネルギー密度の大きな水素への注目は大きいですが、果たして水素社会への変革はどこまで現実的なのでしょうか．

2025/04/05 22:23

質量作用の法則？定比例の法則？：誤解を招く専門用語たち

一般名詞に基づいた用語にもかかわらず、直感的に意味が全く分からない用語が存在します．そうした用語は無駄に頭を悩ませるだけですし、初学者の学習の妨げになるしで、はっきり言って害悪でしかありません．

2025/03/29 08:00

スレーター・ポーリング曲線とその向こう側：最も大きな飽和磁化を持つ物質を求めて

どのような系で飽和磁化が上がるか（あるいは下がるか）は元素一つ当たりの価電子数と関係があることが知られています．この関係をまとめたものがスレーター・ポーリング曲線です．

2025/03/28 12:41

Prof. Mercouri G. Kanatzidisの経歴を振り返る

Prof. Mercouri G. Kanatzidis Mercouri Kanatzidisの名は材料科学の様々な文献で見つかります．特徴的な姓であることもあり、非常に目に付きます．Journal of the American Chemical Society (JACS) 誌でよく知らない固体物質がタイトルにあれば、かなりの確率でProf. Kanatzidisの論文です． Prof. Kanatzidisは全無機化学者の中の頂点に君臨しており、論文数・引用数ともにトップクラスです．論文数は2000を超え、被引用数は20万に及び、h-indexも200に迫ろうとしています．カルコゲナイ…

2025/02/24 12:45

酸化マンガン：二酸化マンガン以外もあるよ

マンガンと酸素のみから構成される物質が酸化マンガンです．二酸化マンガンが特に有名ですが、他にも様々な種類があり、マンガン元素の性質に由来するユニークな性質を示します．

2025/02/10 11:48

人気記事ランキングTOP10（2024年）

いつもは堅苦しい記事ばかりですが、たまには気楽に、ブログのアクセス数ランキングでも集計してみます．

2024/12/30 00:00

emuをμBに変換する方法【メモ】

磁性学の単位系にはいろいろなものが混在しており、用途に合わせて変換する必要があります．CGS単位系を用いる装置が多く、磁気モーメントを測定する装置はemu 単位で出力されます．

2024/12/28 17:12

金属の腐食と錆形成のしくみ

金属が環境中の物質との化学反応によって変質あるいは消耗し、本来の機能を失ってしまう現象を腐食と呼びます．金属はいつしか酸化され、酸化物や水酸化物へと姿を変えます．

2024/12/01 09:11

混成軌道：その概念への批判と反論

混成軌道の概念は大学化学の初等過程で導入され、化学の学術領域で当たり前のように使われます．しかし、その存在を全ての化学者が受け入れてきたわけではありません．

2024/11/23 10:02

過酸化物と亜酸化物：酸素が多すぎる物質と少なすぎる物質

過酸化物は、酸素が通常よりも多く含まれている化合物で、その強力な酸化力が特徴です．対照的に、亜酸化物は酸素が通常よりも少ない状態で存在する化合物です．

2024/11/03 16:43

PbO型構造：鉄系超伝導に向けた最もシンプルな構造

pbO型構造は、現在では最もシンプルな鉄系超伝導体の結晶構造として知られます．

2024/10/26 11:58

リチウム二酸化炭素電池：過剰なCO2を電池材料として使う

CO2の活用方法の中でもとりわけ目を引くのが電池材料としての利用です．CO2を電池材料として使うことができれば、CO2を貯蔵する目的とエネルギー源として利用する目的の両方が果たせて一石二鳥です．

2024/10/21 14:02

二酸化炭素の還元による再資源化（光触媒編）

光触媒の活躍するフィールドと言えば水分解でしたが、近年では光触媒をCO2還元に用いる研究が発展してきました．

2024/10/14 16:12

二酸化炭素の還元による再資源化（電気分解編）

CO2を還元し有用な炭素材料として活用するプロセスのうち、電気エネルギーを用いた再資源化に着目していきます．．

2024/10/04 22:39

バンドギャップ：デバイス性能の鍵を握る、小さな隙間

ハンドギャップが大きすぎると、電子は移動することができず、電気抵抗の極めて大きい絶縁体となります．バンドギャップが存在しない場合、電子は自由に動き回ることができ、導体（金属）となります．

2024/09/30 18:21

液体の金属元素としてのガリウム

ガリウムは、毒性が少なく、反応性も激しくなく安全に使用することができる唯一の液体金属元素です．

2024/09/11 22:17

エレクトライド（電子化物）：電子が「陰イオン」として存在する物質

電子が原子から離れて存在している物質、それがエレクトライド（電子化物）です．電子が原子のいないサイトを単独で占め、あたかも負の電荷を持つ陰イオンであるかのように振る舞います．

2024/08/30 12:07

光のエネルギーの単位の変換方法 【メモ】

光は電磁波の一種であり、周波数に応じてエネルギーが決まります．周波数は波長や波数とも相関関係があるため、光のエネルギーを波長を用いて表すこともあります．

2024/08/19 22:10

チタン酸ジルコン酸鉛（PZT）：圧電セラミックスの覇者

圧電効果を示す材料の中で、最強クラスのシェアを誇るのがチタン酸ジルコン酸鉛（PZT）です．優れた圧電特性と良好な温度特性を示すことから、圧電セラミックスの覇者として、有害な鉛を含むにも関わらず、現在も使用され続けています．

2024/07/17 22:06

ジルコニア（ZrO2）とハフニア（HfO2）：古典的かつ最先端の材料

ジルコニアとハフニアは近年注目を集めている誘電材料です．薄膜状態での強誘電性が発見され、強誘電メモリの主役としてスターダムにのし上がろうとしています．

2024/07/07 14:17

なぜ酸素の燃焼はいつも発熱反応なのか

なぜ酸素の燃焼によってエネルギーを取り出すことができるのでしょうか．火はなぜ熱いのでしょうか．化学的に言い換えるのであれば、なぜ酸素の燃焼は常に発熱反応なのでしょうか．

2024/06/30 10:34

磁気記録材料：磁石を用いて情報を記憶する

磁気記録媒体では、磁石のS極・N極を0・1に対応させることで情報を記録します．磁気記録媒体として代表的なものは磁気テープとハードディスクドライブ（HDD）です．

2024/06/29 08:58

粘土鉱物：ありふれた元素から無限の機能

を含むと軟らかくなり乾かすと固まる粘土は、造形材料として一級の性質を持ちます．その利用は古代から家屋や土器、粘土板の材料として始まり、「粘土には1000の利用法がある」とまで言われるようになりました．

2024/06/16 12:48

酸化物、窒化物、水酸化物、水素化物、ハロゲン化物： イオン性物質の数々

イオン結合性の物質は、構成する陰イオンの種類によって分類されます．酸化物イオンを含む酸化物、フッ化物イオンを含むフッ化物、水素化物イオンを含む水素化物など．これらはどのような特徴を持つでしょうか．

2024/06/08 17:37

エネルギーの単位と変換方法 【メモ】

エネルギーを表す単位には様々なものがあります．もっともオーソドックスなのはJ （ジュール）ですが、利便性や歴史的な経緯から分野ごとに異なる単位が使用される場合があります．

2024/05/30 22:21

単結晶と多結晶：それぞれの秩序の形

結晶の配列方法や結晶粒の特性は、材料の物理的および化学的特性に大きな影響を与えます．結晶の形態の中でも「単結晶」と「多結晶」は、それぞれ異なる特性と応用分野を持っています．

2024/05/19 09:13

宝石の結晶構造を見てみよう

一般に特別なものとして扱われる宝石ですが、その正体は鉱物であり結晶です．マクロな大きさの宝石は美しいですが、ミクロな大きさの結晶もなかなかきれいな構造をしています．

2024/05/15 23:05

ハーバー・ボッシュ法：人口を倍増させた驚異の反応

この反応では窒素と水素から直接アンモニアを作り出します．アンモニアは肥料の素となります．肥料が容易に合成でき、安定的に食物を供給できるようになった人類は、爆発的に増加していきました．

2024/05/08 22:56

人工光合成による水分解

人工光合成のターゲットには二酸化炭素の分解だけでなく、光のエネルギーを転用して人類にとって有用な物質を合成する反応も含まれます．例えば、光エネルギーによる水の分解もその一つです．

2024/04/29 22:17

アパタイト：生体から地球の中まで活躍する鉱物

アパタイトは、歯や骨の原料からイオン伝導体、触媒、イオン交換材料まで多様な用途を持ちます．これらの特性は、アパタイトを構成するイオンが他のイオンと入れ替わりやすいことに起因することが多いようです．

2024/04/21 17:14

チタン酸カルシウム(CaTiO3)：元祖ペロブスカイト、だけどちょっと不遇な物質

現在のところ、CaTiO3に関する研究がそれほど盛り上がっているようには見えません．とはいえ、兄弟分のBaTiO3とSrTiO3が異常すぎるだけで、CaTiO3にも興味深い特性はいくつもあります．

2024/04/17 19:25

チタン酸ストロンチウム (SrTiO3): 酸化物における万能の天才

SrTiO3は、誘電体からはじまり、超伝導体、熱電材料、触媒、イオン伝導体、半導体、発光材料分野で姿を見かけ、他の物質を形成するための基板としても抜群の有用性を誇ります．

2024/04/13 11:38

Bond valence sum の計算方法 【メモ】

酸化数の割当が、少なくとも過去に報告された類似の物質と比べておかしな値になっていないかを判断する手法の一つがBond valence sum (BVS)法です．

2024/04/08 22:04

最密充填と結晶構造：複雑な構造をシンプルに理解する

結晶構造はいたずらに複雑にはなりません．一見して複雑な構造であっても、部分部分をよく見れば、必ずシンプルな結晶構造から組み立てることができるようになっています

2024/04/06 23:31

準結晶：世界を覆した「第三の固体」

準結晶（Quasicrystal） 金属、セラミック、プラスチック、骨、炭、氷、ダイヤモンドなど身近な固体はいくつもありますが、これらは大きく二種類に分けることができます．分類のためには、固体を原子レベルで見て、原子がどのように並んでいるかを考える必要があります． 大多数の金属において、原子は規則正しく整列しています．原子の並びには周期性があり、小さな繰り返しユニット（単位胞）が無数に集合することによって物質が成り立っているのです．こうした物質を結晶と呼びます． 一方、原子がランダムに配列している場合があります．この状態をアモルファスと呼びます．アモルファスでは原子の並びに規則性が無いため原子…

2024/03/31 10:35

リチウムイオン伝導体：全固体電池を実現するための材料

ところが、近年の材料探索の進展にともなって、液体と同等あるいはそれ以上のイオン伝導度を示す固体物質が開発されてきました．中でもリチウムイオン電池に用いるリチウムイオン伝導体の進化は著しく、報告された物質の種類も多岐にわたります．しかし、全固体電池に求められる特性は非常にシビアであり、まだまだ性能の向上が必要な段階です．

2024/03/30 11:39

電池の理論容量の計算方法 【メモ】

電池の電極材料の容量には限界があります．この限界値、理論容量を超えるエネルギーを蓄えることはできません．無論、必ずしも理論値に達することができるわけではありませんが、限界を知っておくことは材料設計の上で役立ちます．

2024/03/25 10:15

酸化銅：錆びた銅の使い道は

鉄とは異なり、銅は錆びにくい金属です．それでも、屋外に出しておけば酸化し、錆（酸化銅）ができることがあります．銅が酸化して形成された酸化銅は、元の銅とは色も性質も全く異なります．

2024/03/20 10:39

インターカレーション：物質に新しい機能を加える反応

インターカレーションは、物質の結晶構造に存在する「すき間」にイオンや分子を入れ込むような反応を指します．元の物質 の結晶学的特徴や材料特性を保ったまま、新しい特性を加えることが可能です．

2024/03/11 00:00

多形：名前は同じ、でも別の物質

同じ組成を持ちながら異なる結晶構造を示す物質を総称して多形と呼びます．ほとんどの多形は互いによく似た見た目ですが、中には似ても似つかないものも存在します．

2024/03/09 22:22

強磁性体の飽和磁束密度の単位変換 【メモ】

今回は、飽和磁束密度の単位として使われる emu/g, emu/cc, T などの単位の互いの変換方法を見ていきます．

2024/03/07 21:48

金はなぜ金色か

金はなぜ金色か 金は、他の金属では再現できない独特の輝きを持ちます．古来より王侯貴族を魅了してやまない黄金色はどのようにして生まれるのでしょうか． 今回は、金が何故金色を示すのかという禅問答のような疑問を見ていきます． 金はなぜ金色か 周期表と金の性質 （1）ランタノイド収縮 （2）相対論的効果 色の違いとエネルギー図 参考文献 (function(b,c,f,g,a,d,e){b.MoshimoAffiliateObject=a; b[a]=b[a] function(){arguments.currentScript=c.currentScript c.scripts[c.scrip…

2024/03/03 12:48

非線形光学材料：物質を使って光の波長を操る

光と物質の相互作用には直線的（一次関数的）なものだけでなく、二次関数的、三次関数的な高次のものが含まれることが知られていました．高次の効果を利用することで波長の異なる光を取り出すことができます．

2024/03/02 10:18

酸化鉄(FeO, Fe2O3, Fe3O4･･･)：錆だけじゃない！様々な酸化鉄

錆だけが酸化鉄ではありません．鉄は磁石としての性質を持ち、その酸化物も磁石として振舞うことがあります．最古の磁石として有名なマグネタイトは、永久磁石だけでなく触媒材料としても活用されます．

2024/02/23 10:27

固体化学物理でよく見る学術誌（化学誌・材料科学誌編）

化学誌・材料科学誌について紹介します．

2024/02/18 00:00

固体化学・固体物理でよく見る学術誌（総合誌・物理学誌編）

総合誌および物理学誌についての紹介です．

2024/02/17 09:58

層状複水酸化物(LDH)：イオンの自在な操作と協奏

LDHはアニオンを容易に挿入、交換、脱離することができます．電極材料、光触媒、吸収剤、生体材料など用途は様々であり、学術的・産業的に数々の応用がされてきました．

2024/02/16 00:00

超硬材料：「硬い」ために必要なことは

「硬い」ことは、それ自体に大きな意味を持ちます．人工的に数千万気圧級の圧力を実現しようとしたら、その環境に耐えられる硬さの材料が必要です．

2024/02/12 12:03

共有結合、イオン結合、金属結合…：物質を作る様々な化学結合

原子と原子がつながることは自明ではありません．原子同士に働く引力による原子間のつながりを説明するためにいくつかのメカニズムが提唱・実証されており、それらは化学結合と総称されます．

2024/02/06 23:05

XRD, XAS, XPS…：X線を利用した実験手法の一覧

様々な分析手法のうち、X線を用いて分析を行う手法をまとめました．XRD、XAS、XPS．．．様々な手法にはどのような違いがありますが、どのように使い分ければ良いでしょうか．

2024/02/03 11:50

結晶構造：すべての固体物質の基本

結晶構造には、その代表的な物質名や鉱物名から名前がつけられます．例えば、塩化ナトリウム型構造やペロブスカイト型構造は固体化学を代表する非常に有名な結晶構造です．新しい物質が発見されるにしたがって新しい結晶構造は増えていきますが、多くの物質は代表的な結晶構造に属します．

2024/01/30 22:43

テルミット反応：炎とともに起こる酸化還元反応

テルミット反応は、金属と金属酸化物の混合物(テルミット、サーマイト) を用いて、時に爆発的な発光と発熱を生みながら酸化還元を起こす化学反応です．

2024/01/27 09:58

水素発生反応（HER）：電気の力で水素を創る

水素発生反応（HER）こそ直接的に水素を製造することが可能な反応です．水素発生の反応効率を高めるために、カソードで用いる電極材料の研究が長年に渡り進展してきました．

2024/01/20 18:17

酸素発生反応（OER）：水素合成の足を引っ張る酸素の反応

今回のテーマは、水の電気分解反応の片割れである酸素発生反応です．最終的に欲しいものは水素であり、酸素は空気中からいくらでも取ってこれます．しかし、酸化反応と還元反応は必ず同時に起こるため、水素発生反応の効率を高めるには酸素発生反応も効率よく進行させなければなりません．

2024/01/17 18:05

電池に関する記事の一覧

電池の原理と概要 イオン化傾向と標準電極電位 アノードとカソード、正極と負極、陽極と陰極の違い 様々な電池とその原理 ボルタ電池 ダニエル電池 鉛蓄電池 ルクランシェ電池、マンガン電池、アルカリ電池 ニッケルカドミウム電池 ニッケル水素電池 亜鉛空気電池 ナトリウム硫黄電池 リチウムイオン電池 リチウムイオン電池の正極材料 リチウムイオン電池の負極材料 リチウムイオン電池とコバルト コバルト酸リチウム（LiCoO2） ポストリチウムイオン電池 ナトリウムイオン電池 リチウム空気電池

2024/01/12 00:00

アモルファス：ランダムな秩序が生み出す未知の可能性

原子がバラバラに固まり、規則的なパターンを示さないことがあります．液体のように原子の位置が揺らいでいるのではなく、その位置のパターンに規則性が無いのです．

2024/01/08 11:43

格子定数：結晶構造を知る第一歩

結晶系に単位格子を加味して結晶構造を規定したのがブラべー格子であり、全ての結晶構造の基本となります．ここで結晶構造を規定するために用いた、繰り返し構造の軸長と軸角をまとめて格子定数を呼びます．

2024/01/07 10:14

同素体：同じ元素でも同じものとは限らない

同じ種類の元素であっても同じものであるとは限りません．炭素原子そのものは全世界で共通ですが、炭素原子のみからなる単体であっても、互いに見た目も化学結合の様式も、構造も全く異なるものがあります．これを同素体と呼びます．

2024/01/01 23:52

太陽電池以外でのハライドペロブスカイトの活躍

ペロブスカイトは抜群の光特性を示します．さらに、作製が容易なペロブスカイトの特徴と相まって、様々な応用先が見つかることは必然でした．

2023/12/20 10:01

ベント則：VSEPR則の限界を超えて分子の形を予測する（2）

ベント則を利用して、実際の分子の形をどのように理解可能かを見ていきます．

2023/12/07 21:13

ベント則：VSEPR則の限界を超えて分子の形を予測する（1）

VSEPR則は、原子軌道や対称性を考慮しておらず、孤立電子対と結合電子対の違いを説明することができません．これらの問題点を解消するため、代わって発達した理論が今回紹介するベント則です．

2023/12/02 22:00

脱アカデミアへの道～面接で実際に聞かれる（聞かれた）こと～

アカデミアでの就職と民間の転職活動は、流れこそ同じものの面接（口頭諮問）で聞かれる内容には大きな違いがあるように思います．

2023/11/25 11:48

脱アカデミアへの道～応募から採用までの流れ～

民間の転職活動もアカデミアの転職活動もやることはあまり変わりません．転職活動の各ステップで具体的にどのようなことを行うかを見ていきます

2023/11/19 21:45

脱アカデミアへの道～転職エージェントをうまく使え～

公募している企業とポジションを見つけて応募するという点ではアカデミアの転職と変わりませんが、民間での転職では転職エージェントという強力な武器を使用できます．

2023/11/16 20:51

脱アカデミアへの道～アカデミア就職と民間就職の違い編～

民間への転職ってどうやればいいの？ここでは私個人の体験から得た脱アカデミアの方法を全4回にわたって記述していきます．

2023/11/13 20:07

イルメナイト：コランダムとペロブスカイトをつなぐもの

イルメナイトとはチタンと鉄を含む鉱物の一種であり、金属チタン（Ti）や二酸化チタン（TiO2）の主要な原料として幅広く活用されています．

2023/10/31 15:24

化学圧力：物理圧力とは異なる「化学的な圧力」の正体

化学圧力では、物質の組成や形態を制御する「化学的な手段」で物質内部に擬似的な圧力を与えます．物理圧力と違って高価な装置なしに簡便に実験が可能なほか、正・負の両方の圧力（物質の圧縮と膨張）をかけることが可能であり、物質を扱う広範な研究領域で一般的に利用されています．

2023/10/15 16:40

窒化ガリウム（GaN）：世界に激変をもたらした半導体

窒化ガリウムは電子の移動度が大きく、熱安定性が高く、エネルギー効率が高いなどのメリットを併せ持つため、電力変換などのパワーエレクトロニクス分野での利用が広がっています．

2023/09/30 14:32

アナターゼ、ブルッカイト、ルチルの違い

酸化チタンには、いくつかの種類（多形）が知られています．結晶構造の違いに応じて、三種類の呼び名があり、それぞれアナターゼ、ブルッカイト、ルチルと呼ばれます．

2023/09/24 22:04

CaAl2Si2型構造：熱電材料からトポロジカル磁性体まで

組成比が1:2:2の結晶構造として有名であるのがCaAl2Si2型構造です．伝統的に熱電材料として高い性能を示す物質が多く知られてきました．近年では、トポロジカル電子物性の舞台としても注目の結晶構造です．

2023/08/27 13:48

リチウムイオン電池とコバルト

コバルトは鉄やマンガンと同じ第四周期の金属元素でありながら、それらとは桁外れに埋蔵量が限られています．これから先も継続してリチウムイオン電池の生産を行うためには、コバルトの使用量を減らすあるいはコバルトの生産量を増やさなくてはなりません．

2023/08/10 09:36

ランタノイドとアクチノイド：周期表の縁の下の力持ち

周期表の最下部に佇む謎の元素たち．ランタノイドとアクチノイドと書かれてはいますが、それ以上の説明はなく、そのまま化学の授業は終わります．従来の化学教育では見過ごされがちですが、これらの元素には他の元素に負けないくらい有用で興味深い性質を示します．

2023/07/26 14:41

アルカリ金属、アルカリ土類金属、ハロゲン：周期表の族の様々な呼び名

「アルカリ金属」「アルカリ土類金属」「ハロゲン」など、特定の族を示す呼び名は多くあり、同一の族に属する元素群はいずれも似たような性質を示します．

2023/07/14 08:55

遷移金属ダイカルコゲナイド：三次元と二次元の両方の側面を持つ物質

層状構造を活かし、近年、原子一層だけを取り出すことが可能な二次元材料として期待されている物質群が遷移金属ダイカルコゲナイドです．

2023/07/11 15:21

量子ドット：粒子を小さくすると起こる嬉しいこと

ナノ結晶が特異な光学的性質を示す要因は粒子サイズの減少による量子サイズ効果であるとされ、このような物理学的性質に着目した時のナノ粒子を量子ドットと呼びます．

2023/07/04 14:12

磁化率の測定データをどのように解析・解釈すればよいか

磁気測定から得られる非常に重要なパラメータとして磁化率（帯磁率）があります．磁化率の温度依存性は様々ですが、それぞれをどのように見分ければよいでしょうか．

2023/06/28 13:58

不動態：やる気を失った物質の意外な活用法

不動態とはなんでしょうか．「通常の金属が、当然示すはずである活性を失って、一見、貴金属（容易に化学的変化を受けない金属）であるかのように挙動する状態」とされ、不働態と呼ばれることもあります．

2023/06/22 00:00

ナトリウムイオン電池：リチウムからナトリウムの時代へ

ナトリウムは周期表でリチウムのひとつ下に位置することからリチウムと性質が似通っており、一方でリチウムとは比較にならないほど安価です．リチウムをナトリウムに変えることができれば、資源問題から解放され電池を非常に安価に製造できる可能性があります．

2023/06/20 12:04

リチウム空気電池：リチウムイオン電池を超えうる究極の電池

もしリチウム空気電池が実現すれば、空気中に無尽蔵に存在する酸素を利用でき、軽量・安価・安全にも関わらずリチウムイオン電池よりも高いエネルギー密度を有する「究極の電池」となりえます．

2023/06/13 13:50

マグネタイト（磁鉄鉱）：最古の磁石

人類にはじめて見出されたとされる磁石がマグネタイト（磁鉄鉱）です．マグネタイトはFe3O4 の組成を持ちます．組成中に鉄を豊富に含むことから、金属鉄の原料としても知られます．

2023/06/09 07:00

コランダム構造：ルビーとサファイアの結晶構造

コランダムとは酸化アルミニウム（アルミナ）の結晶であり、Al2O3の組成を持ちます．コランダム構造は、ルビーやサファイアの持つ結晶構造として非常に有名です．

2023/06/06 15:25

カチオンとアニオン：イオンってなんだっけ

中性の原子において、電子が増減することで原子核と電子の電荷のバランスが崩れて帯電し、イオンとなります．陽イオンと陰イオンは互いに逆の電荷を持つため、クーロン力によって互いに引き付け合います．

2023/05/30 11:50

コバルト酸リチウム（LiCoO2）：リチウムイオン電池の代表的な正極材料

LiCoO2が特に優れている点は、高いLi+伝導度および電子伝導度、高いエネルギー密度、優れた可逆的な充放電特性を示すことです．発見から30年以上が経過してなおLiCoO2は携帯用バッテリーの正極材料として使われ続けています．

2023/05/23 16:46

Prof. R J Cavaの経歴を振り返る（3）

物性物理・物質科学・固体化学分野で知らない人のいない超有名人Robert Joseph Cava先生．ついにベル研究所からプリンストン大学へ移り、現在に至るまで存続する研究室の基礎が築かれました．新しい研究室ではどのような研究を展開するのでしょうか．

2023/05/17 16:17

Prof. R J Cavaの経歴を振り返る（2）

物性物理・物質科学・固体化学分野で知らない人はいない超大御所Robert Joseph Cava先生．物性物理には転換点となる出来事がいくつかありました．Cava先生は新しい潮流に迅速に対応し、各局面ごとに素晴らしい研究を展開していきます．

2023/05/17 16:17

Prof. R J Cavaの経歴を振り返る（1）

現在のCava先生の研究分野は超伝導、トポロジカル材料、磁気抵抗、スピン液体、二次元磁性体、ハイエントロピー合金と非常に多岐にわたります．では、その源流は何なのでしょうか．

2023/05/17 16:17

ボルン・ハーバーサイクルと格子エネルギー：結晶の安定性を評価する

イオン結合性の物質を扱う際、その物質がどの程度安定であるかの指標が必要になる場合があります．この「イオン結合性の物質の安定性」を見積もる指標である格子エネルギーを算出する際に使用されるのがボルン・ハーバーサイクルです．

2023/05/09 14:42

スクッテルダイト：原子の「隙間」を活かした物質

原子にとって自由に動き回れる程度に広い空間を持つ物質群の一つがスクッテルダイト（Skutterudite）です．元は天然鉱物に由来する物質群ですが、その特徴的な結晶構造・組成の豊富さから、現在では熱電材料、超伝導体、磁性体など様々な分野で顔を覗かせます．

2023/04/25 09:49

ナトリウム硫黄電池：電気を貯蔵する夢に向けて

ナトリウムは海中に塩として含まれているように資源的に豊富で、リチウムに匹敵する電極電位を示すことから高出力の電池が作成可能です．このような考えのもと生まれたのが、ナトリウムと硫黄を組み合わせた電池であるナトリウム硫黄電池です．

2023/04/12 16:16

More Is Different: 稀代の大物理学者Andersonが伝えたかったことは何か

「More Is Different」は1972年にAndersonがScience誌に発表したエッセイのタイトルです．簡潔で示唆に富む言葉であるからこそ、人によって様々な解釈をされる言葉でもあります．では、そもそもAndersonが伝えたかったことは何なのでしょうか．

2023/04/06 17:08

水銀はなぜ液体か

なぜ水銀は液体なのでしょうか．水銀を初めて知った時に誰もが思い浮かぶ疑問ですが、答えはそれほど単純ではありません．原子や電子の世界にまで考えを及ぼすことではじめてその答えにたどり着きます．

2023/04/01 08:09

ランタノイド収縮：その影響はランタノイドを超えて現れる

ランタノイド収縮とはランタノイドを小さくするだけでなく、ランタノイドに続く元素の原子半径まで縮めてしまうほどの強い影響力を持ちます．

2023/03/28 10:31

遮蔽効果とスレーターの規則：電子が互いに影響を及ぼすとき

ある電子に働く原子核からのクーロン力が他の電子の存在によって弱められている状態を、遮蔽効果が働いていると表現します．遮蔽効果は、電子が複数あることによって起こる現象で、原子や分子の基礎物性や反応性の違いを非常にうまく説明することが可能です．

2023/03/24 18:18

銅酸化物以前に高温超伝導体の候補とされていた物質：CuClとCdS

銅酸化物よりも前、高温超伝導体の候補として最も有力視されていた材料が塩化銅 （CuCl）です．高温超伝導体であるかどうかも分からないまま、その後の銅酸化物の発見によって歴史の闇に埋もれてしまいました．

2023/03/10 11:49

多孔質材料：「何もない」ことが役に立つ

隙間や空孔が多いと、「軽く」「表面積の大きい」材料となります．その分、強度は犠牲になるわけですが、前者のメリットの大きい分野ではスカスカな材料が好まれます．このように空孔が無数に含まれた機能材料を総称して多孔質材料と呼びます．

2023/03/08 10:16