2025/02/10 更新

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イケダ ナオシ
池田 直
IKEDA Naoshi
所属
環境生命自然科学学域 教授
職名
教授
外部リンク

学位

  • 博士(理学) ( 早稲田大学 )

研究キーワード

  • 誘電体

  • 強誘電体

  • 磁性体

  • フラストレーション

  • 電子強誘電体

研究分野

  • 自然科学一般 / 数理物理、物性基礎  / 電子強誘電体

  • 自然科学一般 / 磁性、超伝導、強相関系

  • 自然科学一般 / 半導体、光物性、原子物理

経歴

  • - Professor,Mathematics and Physics,Graduate School of Natural Science and Technology,Okayama University

    2006年

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  • - 岡山大学自然科学研究科数理物理科学専攻 教授

    2006年

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論文

  • Ginzburg-Landau action and polarization current in an excitonic insulator model of electronic ferroelectricity

    Hiroto Adachi, Naoshi Ikeda, Eiji Saitoh

    Physical Review B   107 ( 15 )   2023年4月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Physical Society (APS)  

    DOI: 10.1103/physrevb.107.155142

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    その他リンク: http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/PhysRevB.107.155142/fulltext

  • ファイバーエアロゾルデポジション法によるバインダーレス炭素短繊維構造体の成形 査読

    森 正和, 森 章太郎, 西川 雅仁, 池田 直

    実験力学   22 ( 4 )   255 - 259   2023年1月

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    担当区分:最終著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.11395/jjsem.22.255

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  • Direct evidence of electronic ferroelectricity in YbFe<inf>2</inf>O<inf>4</inf> using neutron diffraction and nonlinear spectroscopy

    K. Fujiwara, Y. Fukada, Y. Okuda, R. Seimiya, N. Ikeda, K. Yokoyama, H. Yu, S. Koshihara, Y. Okimoto

    Scientific Reports   11 ( 1 )   2021年12月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    We report the first observation of room temperature spontaneous electric polarization in an electronic ferroelectric material, a YbFe2O4 single crystal. The observation was based on second harmonic generation (SHG), a nonlinear optical process. Tensor analysis of the SHG signal revealed that this material has a polar charge superstructure with Cm symmetry. This result settles the long-term discussion on the uncertainty about electronic ferroelectric properties, including the charge order structure. We present a complete picture of the polar charge ordering of this material via consistent results from two different characterization methods. The SHG signal shows the same temperature dependence as the superlattice signal observed in neutron diffraction experiments. These results prove ferroelectric coupling to electron ordering in YbFe2O4, which results in electronic ferroelectricity which is enabled by the real space ordering of iron cations with different valences. The existence of electronic ferroelectricity holds promise for future electronics technologies where devices run a thousand times faster than frequency of the present CPU (a few gigahertz) embedded in smartphones, etc.

    DOI: 10.1038/s41598-021-83655-6

    Scopus

    PubMed

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  • Present status of the experimental aspect of RFe2O4 study

    Naoshi Ikeda, Tomoko Nagata, Jun Kano, Shigeo Mori

    JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER   27 ( 5 )   2015年2月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IOP PUBLISHING LTD  

    We give a brief review of the experimental research on a triangular mixed valence iron oxide RFe2O4 (R = Y, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc or In). Interest in this material has been increasing every year because of the fascinating but complicated interaction between spin, charge and the orbital state of iron ions in frustrated geometry. Reports collected in this review cover experimental research on crystallography, chemical analysis, bulk and thin film preparation, magnetic, dielectric, diffraction with neutrons, x-ray and electron, optical and x-ray absorption, Mossbauer spectroscopy and other methods that incorporate the use of modern scientific technology and knowledge. The report mainly focuses on experimental facts since 1990 on which an early review by Siratori has been published (Kimizuka et al 1990 Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths vol 13, ed K A Gschneidner Jr and L Eyring

    DOI: 10.1088/0953-8984/27/5/053201

    Web of Science

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  • Superconductivity in alkali-metal-doped picene

    Ryoji Mitsuhashi, Yuta Suzuki, Yusuke Yamanari, Hiroki Mitamura, Takashi Kambe, Naoshi Ikeda, Hideki Okamoto, Akihiko Fujiwara, Minoru Yamaji, Naoko Kawasaki, Yutaka Maniwa, Yoshihiro Kubozono

    NATURE   464 ( 7285 )   76 - 79   2010年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:NATURE PUBLISHING GROUP  

    Efforts to identify and develop new superconducting materials continue apace, motivated by both fundamental science and the prospects for application. For example, several new superconducting material systems have been developed in the recent past, including calcium-intercalated graphite compounds(1), boron-doped diamond(2) and-most prominently-iron arsenides such as LaO(1-x)F(x)FeAs (ref. 3). In the case of organic superconductors, however, no new material system with a high superconducting transition temperature (T(c)) has been discovered in the past decade. Here we report that intercalating an alkali metal into picene, a wide-bandgap semiconducting solid hydrocarbon, produces metallic behaviour and superconductivity. Solid potassium-intercalated picene (K(x)picene) shows T(c) values of 7K and 18 K, depending on the metal content. The drop of magnetization in Kxpicene solids at the transition temperature is sharp (&lt;2 K), similar to the behaviour of Ca-intercalated graphite(1). The Tc of 18K is comparable to that of K-intercalated C(60) (ref. 4). This discovery of superconductivity in K(x)picene shows that organic hydrocarbons are promising candidates for improved T(c) values.

    DOI: 10.1038/nature08859

    Web of Science

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書籍等出版物

  • 鉄複電荷酸化物 RFe2O4 が示す電子強誘電性の研究

    沖本洋一, 藤井達生, 池田 直( 担当: 共著 ,  範囲: 執筆責任者)

    日本結晶学会  2024年5月 

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  • 電子秩序化型誘電体の共鳴散乱

    シーエムシー出版  2008年 

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  • 機能物質・材料開発と放射光-SPring-8の産業利用

    シーエムシー出版(東京)  2008年 

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  • 三角格子系鉄複合酸化物LuFe2O4における電荷秩序構造と誘電特性

    日本結晶学会  2008年 

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  • NaV2O5 の逐次電荷不均化による悪魔の花相図

    日本放射光学会  2008年 

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MISC

  • 化学等量性のよいLuFe2O4の酸素欠損と磁性

    奥田洋平, 藤原孝将, 清宮僚人, 横山景祐, 沖本洋一, 腰原伸也, 安井伸太郎, 加倉井和久, 加倉井和久, 池田直

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)   74 ( 1 )   2019年

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  • 金属-酸化物薄膜接合系におけるエネルギーバンドアライメント

    狩野旬, 押目典宏, 廣瀬哲, 上田剛慈, 安井伸太郎, 浜嵜容丞, 伊藤満, 三上仁志, 池田直, 藤井達生, 柏原浩大, SCHNEIDER Julien

    応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)   80th   2019年

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  • 電場印加前後でのBaTiO3内殻原子軌道のエネルギー準位計測

    押目 典宏, 伊藤 満, 藤井 達生, 保井 晃, 狩野 旬, 池永 英司, 安井 伸太郎, 日隈 聡士, 池田 直, 濱嵜 容丞, 安原 颯, 横谷 尚睦

    日本物理学会講演概要集   73   2571 - 2571   2018年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本物理学会  

    DOI: 10.11316/jpsgaiyo.73.1.0_2571

    CiNii Article

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  • 分極効果で変調される強誘電体BaTiO3薄膜の電子構造

    押目典宏, 狩野旬, 狩野旬, 池永英司, 安井伸太郎, 日隈聡士, 池田直, 浜嵜容丞, 安原颯, 横谷尚睦, 伊藤満, 藤井達生, 保井晃

    日本セラミックス協会年会講演予稿集(CD-ROM)   2018   2018年

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  • 分極効果で変調される強誘電体BaTiO3薄膜の電子構造

    押目典宏, 狩野旬, 狩野旬, 池永英司, 安井伸太郎, 日隈聡士, 池田直, 浜嵜容丞, 安原颯, 横谷尚睦, 伊藤満, 藤井達生, 保井晃

    応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)   65th   2018年

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講演・口頭発表等

  • Correlation among magnetic field, spin fluctutaion, and electric polarization exhibited by electronic ferroelectric oxide RFe2O4 in nonmangetic state 招待

    Naoshi Ikeda

    REIMEI Workshop: Physics of Advanced Functional Materials  2024年10月11日 

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    開催年月日: 2024年10月10日 - 2024年10月11日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Electronic Ferroelectricity in RFe2O4 招待

    Naoshi Ikeda, Yoichi Okimoto

    The 14th Japan-Korea Conference on Ferroelectricity  2024年9月1日 

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    開催年月日: 2024年8月29日 - 2024年9月1日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(基調)  

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  • RFe2O4の電子強誘電性の起源 招待

    池田直

    産業技術総合研究所 電子光基礎技術研究部門 講演会  2024年6月20日 

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    開催年月日: 2024年6月20日

    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Pd触媒のNO‐CO反応における担体効果

    重名智博, 狩野旬, 藤井達生, 森茂生, 池田直

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)  2018年3月23日 

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    開催年月日: 2018年3月23日

    記述言語:日本語  

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  • 強誘電体に接合した金属微粒子の特異な価数変化II

    吉田 右, 藤井 達生, 大久保 智子, 上田 剛慈, 狩野 旬, 水牧 仁一朗, 為則 雄祐, 新田 清文, 加藤 和男, 日隈 聡士, 押目 典宏, 池田 直

    日本物理学会講演概要集  2017年  一般社団法人 日本物理学会

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    開催年月日: 2017年

    記述言語:日本語  

    &lt;p&gt;強誘電体に金属ナノ粒子を接合させると強誘電体の分極により金属の電子状態が変調すると考えられる。電子状態変化が触媒作用に影響することが示唆されているが、電子状態異常の直接的な観測例はない。今回、強誘電体BaTiO_3_表面に担持したPdO_x_ナノ粒子に対してX線吸収微細構造(XAFS)測定を行い、粒子表面で異常な価数状態をとることを見出した、またその発現機構についての考察を行ったので報告する。&lt;/p&gt;

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Works(作品等)

  • 酸化鉄加工物「グリーンフェライト(R)」を用いた次世代型太陽電池の実用化に向けた取組

    2013年

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受賞

  • 日本物理学会2015年秋季大会 領域10 学生奨励賞

    2015年  

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    受賞国:日本国

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  • 日本物理学会第70回年次大会 領域10 学生奨励賞

    2015年  

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    受賞国:日本国

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  • ポスター賞(第6回誘電体若手夏の学校)

    2014年  

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    受賞国:日本国

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  • Future Ferroelectrics 2014 Presentation Award

    2014年  

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  • ISIAME2012 Poster Award

    2012年  

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共同研究・競争的資金等の研究

  • 電子強誘電体の逐次電荷秩序相転移の研究

    研究課題/領域番号:22H01942  2022年04月 - 2025年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    池田 直, 藤井 達生, 沖本 洋一, 藤原 孝将

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    配分額:17420000円 ( 直接経費:13400000円 、 間接経費:4020000円 )

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  • 希土類複合酸化物における電子強誘電性の電界・光・磁場による分極制御とイメージング

    研究課題/領域番号:22H01153  2022年04月 - 2025年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    沖本 洋一, 池田 直

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    配分額:17680000円 ( 直接経費:13600000円 、 間接経費:4080000円 )

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  • 負の磁性を示す希土類-遷移金属酸化物の新規相探索による素子応用可能性

    研究課題/領域番号:20H02829  2020年04月 - 2023年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    吉井 賢資, 池田 直, 矢板 毅

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    配分額:17420000円 ( 直接経費:13400000円 、 間接経費:4020000円 )

    前年度の結果を踏まえ、主に、室温近傍で負の磁性が見られたスピネル系の探索を行った。放射光吸収データを用いた局所構造は確定していないため、他のアプローチで研究を行った。応用的見地から、ニッケルよりもクラーク数の大きいマンガンに一部置換するなどの合成を試みたが、現状では負の磁性は観測されていない。さらには、リチウム鉄スピネルなどアルカリ金属を含む系についても探索を行った。負の磁性は見られたものの、負の磁性が発現する温度(補償温度)は最高で280K近傍であり、室温には到達していない。
    別のアプローチとして、過去の論文から、ペロブスカイトクロム酸化物を還元雰囲気中で加熱すると磁気転移温度が上昇するという報告があるため、この手法を試行した。負の磁性を示す(La,Pr)CrO3およびGdCrO3について、CO-CO2混合ガス雰囲気中で1000℃近傍での加熱を行った。COとCO2の流量比は3:1程度で試行した。(La,Pr)CrO3およびGdCrO3の磁気転移温度はそれぞれ250Kおよび170K近傍であり、還元雰囲気での加熱においては1Kほどの上昇傾向が見られたものの、大幅な上昇は観測されなかった。
    以上と並行し、派生的な研究を報告した。磁気冷凍物質の可能性が指摘されている上記GdCrO3について、5%程度Biを置換して合成すると、固相反応における合成温度が1100℃から900℃近辺まで下がることを学会にて報告した。また、クロム酸化物の新規物性の探索を行い、190KにおいてCrとCuの電荷秩序転移と磁気転移が同時に起こるBiCu3Cr4O12において、2つの秩序を同時に用いて効率的な冷凍が行えるマルチ熱量効果を論文発表した。また、電子誘電体RFe2O4について、イオン半径の異なる2つの系の電子線回折測定を行い、鉄三角格子間の距離によって電荷秩序構造の次元性が変化することを論文で報告した。

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  • 酸化鉄系電子誘電体の精密合成と精密光・誘電応答の研究

    研究課題/領域番号:19H01827  2019年04月 - 2022年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    池田 直, 沖本 洋一

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    配分額:17420000円 ( 直接経費:13400000円 、 間接経費:4020000円 )

    本研究によって、電子強誘電体物質が常温に安定に実在することを、世界で初めて示すことができた。更に研究の進展により、この電子相は薄膜試料に存在することも世界で初めて示すことができた。電子強誘電体の電子分布だけで構成される電気分極は、今まで知られている変位型強誘電体のそれに比べ、著しく高速に応答することが期待されていたが、本研究により世界で初めて超高速応答を見出すことができた。

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  • 三角格子系希土類鉄酸化物による常温マルチフェロ材料の創製

    研究課題/領域番号:18H02057  2018年04月 - 2022年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    藤井 達生, 池田 直, 狩野 旬

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    配分額:17550000円 ( 直接経費:13500000円 、 間接経費:4050000円 )

    次世代のマルチフェロイック材料として期待されているRFe2O4について、スパッタ法による単結晶薄膜の合成を試みた。その結果、Fe3O4バッファ層を介することでサファイア基板上のRFe2O4層の面内配向が30°回転すること、また、Fe3O4とRFe2O4を積層した場合も、同様に積層の順番に依存して、面内配向が回転することを見出した。くわえて、YSZ単結晶基板を使用した場合は、双晶ドメインを持たない、ほぼ完全にシングルドメインとなるRFe2O4薄膜を得ることができた。

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担当授業科目

  • 放射光応用物性学特論 (2024年度) 集中  - その他

  • 放射光構造学特論 (2024年度) 集中  - その他

  • 放射光物性学 (2024年度) 前期  - 火1~2

  • 放射光物性学特論 (2024年度) 集中  - その他

  • 放射光科学実習 (2024年度) 集中  - その他

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