KEIO RESEARCHERS INFORMATION SYSTEM

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• 2011.04

  -

  2013.03

  日本学術振興会, 特別研究員(DC1)

• 2013.04

  -

  2016.03

  慶應義塾大学, 理工学部応用化学科, 助教(有期)

• 2016.04

  -

  2021.03

  慶應義塾大学, 理工学部応用化学科, 助教

• 2018.09

  -

  2019.08

  ノルウェー科学技術大学, 客員研究員

• 2021.04

  -

  Present

  Keio University, Faculty of Science and Technology Department of Applied Chemistry, Assistant Professor

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Academic Background 【 Display / hide 】

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• 2007.04

  -

  2009.03

  Tokyo Institute of Technology, 工学部, 無機材料工学科

  University, Graduated

• 2009.04

  -

  2011.03

  Tokyo Institute of Technology, 理工学研究科, 材料工学専攻

  Graduate School, Completed, Master's course

• 2011.04

  -

  2013.03

  Tokyo Institute of Technology, 理工学研究科, 材料工学専攻

  Graduate School, Completed, Doctoral course

Academic Degrees 【 Display / hide 】

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• 博士（工学）, Tokyo Institute of Technology, Coursework, 2013.03

  Study on Nonlinear Phenomena in Piezoelectric Ceramics

Research Areas 【 Display / hide 】

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• Nanotechnology/Materials / Inorganic materials and properties

• Nanotechnology/Materials / Inorganic compounds and inorganic materials chemistry

Research Keywords 【 Display / hide 】

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• Materials Science

• Inorganic Chemistry

• Ceramics

• Ferroeletrics

• Thermoelectrics

Books 【 Display / hide 】

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• エレクトロニクス用セラミックスの開発、評価手法と応用

  萩原学, 技術情報協会, 2020.08

  Scope: 第2章・第2節「水熱法を利用した(Bi_1/2K_1/2)(Zr_xTi_1-x)O₃非鉛圧電セラミックスの作製」（pp.82～87）,  Contact page： p.82～ p.87

Papers 【 Display / hide 】

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• Effect of Al–Nb codoping on dielectric properties and breakdown strength of rutile TiO₂ ceramics

  Mitsuha Kawasaki, Taro Kuwano, Hiroki Taniguchi, Shinobu Fujihara, Manabu Hagiwara

  Journal of the Ceramic Society of Japan 132 ( 7 ) 304 - 311 2024.07

  Research paper (scientific journal), Joint Work, Last author, Corresponding author, Accepted,  ISSN  1882-0743

  • Access to Document (DOI)

• Unconventional polarization response in titanite-type oxides due to hashed antiferroelectric domains

  Hiroki Taniguchi, Takumi Watanabe, Taro Kuwano, Akitoshi Nakano, Yukio Sato, Manabu Hagiwara, Hiroko Yokota, Kazuhiko Deguchi

  ACS Nano 18 ( 22 ) 14523 - 14531 2024.05

  Research paper (scientific journal), Joint Work, Accepted,  ISSN  1936-0851

  • Access to Document (DOI)

• Antiferroelectricity of titanite-type oxide SrTiGeO₅ and its potential for power electronics applications

  Toshiya Uohashi, Taro Kuwano, Manabu Hagiwara, Kenji Natori, Kazuhiko Deguchi, Hiroki Taniguchi

  Applied Physics Letters 124 ( 18 ) 182901 2024.04

  Research paper (scientific journal), Joint Work, Accepted,  ISSN  0003-6951

  • Access to Document (DOI)

• Fabrication and luminescence switching of Pt-loaded macro-porous Y₂WO₆:Eu³⁺ phosphor thin films for hydrogen-gas detection

  Hong Ye, Manabu Hagiwara, Shinobu Fujihara

  Optical Materials 145   114429 - 114429 2023.10

  Research paper (scientific journal), Joint Work, Accepted,  ISSN  0925-3467

  • Access to Document (DOI)

• Temperature-stable linear dielectric response of low-temperature sintered La-doped Bi₂SiO₅ ceramics

  Yoji Yasumoto, Taro Kuwano, Hiroki Taniguchi, Shinobu Fujihara, Manabu Hagiwara

  ACS Applied Electronic Materials 5 ( 8 ) 4323 - 4329 2023.07

  Research paper (scientific journal), Joint Work, Last author, Corresponding author, Accepted,  ISSN  2637-6113

  • Access to Document (DOI)

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Papers, etc., Registered in KOARA 【 Display / hide 】

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• Design and synthesis of thermoelectric oxides with ultralow thermal conductivity by complex cation engineering

  Hagiwara, Manabu

  科学研究費補助金研究成果報告書 2020

• Development of high-temperature dielectric materials by stress engineering using nanocomposite structures

  Hagiwara, Manabu

  学事振興資金研究成果実績報告書 (慶應義塾大学)  2017

• Creation of dielectric materials for high-temperature capacitor applications using relaxor phases of A-site complex perovskites

  Hagiwara, Manabu

  科学研究費補助金研究成果報告書 2017

• Development of lead-free piezoelectric ceramics with mobility-controlled ferroelectric domains for high-temperature applications

  Hagiwara, Manabu

  科学研究費補助金研究成果報告書 2014

Reviews, Commentaries, etc. 【 Display / hide 】

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• デラフォサイトCuFeO2配向セラミックスの作製と熱電変換応用

  萩原学

  セラミックス 57 ( 7 ) 479 - 480 2022.07

  Single Work, Lead author, Corresponding author

• 水熱法を活用した高品質ビスマス系非鉛圧電セラミックスの作製

  萩原学, 藤原忍

  セラミックス 54 ( 8 ) 559 - 563 2019.08

  Article, review, commentary, editorial, etc. (scientific journal), Joint Work

Presentations 【 Display / hide 】

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• Bi 系リラクサー強誘電体のエネルギー貯蔵特性に及ぼすA サイト組成の効果

  萩原学, 藤原忍

  日本セラミックス協会 2024年年会, 

  2024.03

  , 

  Oral presentation (general)

• Fabrication of thermochromic coatings for IR-shielding smart windows using VO₂(M) nanoparticles by a multistep synthesis

  Soon-il Kwon, Manabu Hagiwara, Sae-hoon Kim, Shinobu Fujihara

  The 37th International Korea-Japan Seminar on Ceramics, 

  2023.11

  , 

  Poster presentation

• チタナイト型CaTiGeO₅の高電界下での誘電応答

  萩原学, 桑野太郎, 谷口博基, 藤原忍

  第43回電子材料研究討論会, 

  2023.11

  , 

  Oral presentation (general)

• (Al + Nb)共ドープTiO₂セラミックスの誘電特性および絶縁破壊強度

  川﨑三葉, 桑野太郎, 谷口博基, 藤原忍, 萩原学

  第43回電子材料研究討論会, 

  2023.11

  , 

  Oral presentation (general)

• SnO₂ナノロッド膜とAgナノ粒子の複合化による多色間エレクトロクロミック素子の作製

  波田野凌, 萩原学, 藤原忍

  第43回電子材料研究討論会, 

  2023.11

  , 

  Oral presentation (general)

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Research Projects of Competitive Funds, etc. 【 Display / hide 】

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• Development of high-performance thermoelectric materials by hierarchical structure control of tungsten bronze-type oxides

  2024.04

  -

  2028.03

  Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Principal investigator

• Understanding and control of hyper-ordered structures governing dielectric responses of Bi-based relaxor ferroelectrics

  2023.04

  -

  2025.03

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 学術変革領域研究(A), 学術変革領域研究(A), Principal investigator

• Development of complex-cation engineering for high-performance thermoelectric oxides

  2020.04

  -

  2024.03

  MEXT,JSPS, Grant-in-Aid for Scientific Research, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Principal investigator

  　View Summary

  本研究の目的は、価数の異なる２種類のカチオンからなる“複合カチオン”を金属酸化物半導体に導入することで、フォノン散乱の増強によって熱伝導率を大幅に低減し、中温（300℃程度）から高温（900℃程度）までの幅広い温度範囲で優れた特性を示す熱電変換材料を創製することである。2021年度は、まず空気中での焼成が可能なn型の酸化物半導体であるマンガン酸カルシウムCaMnO3（CM）についてNa+および希土類イオン（La3+, Gd3+, Dy3+）からなる複合カチオンでCa2+を部分置換したセラミックスを作製し、その電気伝導および熱伝導特性を調べた。その結果、複合カチオンの部分置換によって300 Kから700 Kの温度範囲での熱伝導率が大きく低下し、またイオン半径の大きいLa3+を使った場合に比べてより小さいGd3+あるいはDy3+を使った場合のほうが、高い熱電変換特性が得られることがわかった。また、チタン酸系のAサイト複合ペロブスカイト型酸化物である(La1/2K1/2)TiO3（LKT）について放射光X線を用いた全散乱測定を行い、得られた原子対相関関数を逆モンテカルロ・シミュレーションにより解析した。その結果、LKTのTi4+イオン周りの配位環境は既往の熱電材料であるSrTiO3と非常に似通っており、キャリア密度を増大させればSrTiO3と同等の高い電気伝導性が実現できることが示唆された。今後はLKT系の材料についてプロセスおよびドーピングのさらなる最適化により、高い電気伝導性を示す試料の作製を試みていく。

• Design and synthesis of thermoelectric oxides with ultralow thermal conductivity by complex cation engineering

  2018.04

  -

  2021.03

  MEXT,JSPS, Grant-in-Aid for Scientific Research, Manabu Hagiwara, Grant-in-Aid for Early-Career Scientists , Principal investigator

  　View Summary

  This study aimed to develop n-type thermoelectric oxides with a low thermal conductivity by constructing the A-site of perovskite titanate with a complex cation composed of lanthanum and potassium ions. Semiconductive ceramic samples were obtained by the conventional solid-state synthesis process. It was found that obtained samples have a highly reduced thermal conductivity. A pair distribution function analysis by the reverse Monte Carlo method suggested that a nanometer-scale chemical heterogeneity of lanthanum and potassium ions contributes to the reduced thermal conductivity. It was also showed that doping of barium is effective to increase the electrical conductivity.

• Creation of dielectric materials for high-temperature capacitor applications using relaxor phases of A-site complex perovskites

  2016.04

  -

  2018.03

  MEXT,JSPS, Grant-in-Aid for Scientific Research, Hagiwara Manabu, Grant-in-Aid for Young Scientists (B), Principal investigator

  　View Summary

  This study aimed to develop high-temperature dielectric materials using the relaxor phase of bismuth potassium titanate (BKT). We first studied the mechanism underlying the spontaneous relaxor-ferroelectric phase transition of BKT through analyses of dielectric responses of high-quality ceramic samples fabricated via a hydrothermal process. We found that the transition was triggered by freezing of the thermal fluctuation of polar nanoregions existing in the relaxor phase. We also measured the dielectric responses of BKT under biasing electric field and uniaxial load. Based on these results, electric field-temperature and stress-temperature phase diagrams are firstly determined for BKT. We then fabricated solid solutions between BKT and strontium titanate (ST), (1-x)BKT-xST, to shift the dielectric maximum temperature of BKT toward room temperature. Consequently, 0.5BKT-0.5ST ceramics showed high dielectric permittivity exceeding 1000 in a wide temperature range up to 300°C.

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Awards 【 Display / hide 】

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• 進歩賞

  2021.06, 公益社団法人日本セラミックス協会, 液相合成プロセスを活用した非鉛強誘電体・圧電体の作製と高機能化

  Type of Award： Award from Japanese society, conference, symposium, etc.

• 第32回エレクトロセラミックス研究討論会　優秀賞

  2012.10, 公益社団法人日本セラミックス協会電子材料部会

  Type of Award： Award from Japanese society, conference, symposium, etc.

• Student Poster Competition Award

  2012.10, International Workshop on Acoustic Transduction Materials and Device

  Type of Award： Award from international society, conference, symposium, etc.

• 第29回エレクトロセラミックス研究討論会　研究奨励賞

  2010.10, 公益社団法人日本セラミックス協会電子材料部会

  Type of Award： Award from Japanese society, conference, symposium, etc.

• 第71回秋季学術講演会　講演奨励賞

  2010.09, 応用物理学会

  Type of Award： Award from Japanese society, conference, symposium, etc.

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Courses Taught 【 Display / hide 】

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• SEMINAR IN APPLIED CHEMISTRY

  2025

• NANO SCALE SCIENCE JOINT SEMINAR

  2025

• MATERIAL SCIENCE 3

  2025

• MATERIAL DESIGN SCIENCE JOINT SEMINAR

  2025

• LABORATORY IN SCIENCE

  2025

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Courses Previously Taught 【 Display / hide 】

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• 自然科学実験

  Keio University

  2014.04

  -

  2015.03

  , 

  Autumn Semester

• 応用化学実験A

  Keio University

  2014.04

  -

  2015.03

  , 

  Spring Semester, Laboratory work/practical work/exercise

Memberships in Academic Societies 【 Display / hide 】

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• The American Ceramic Society, 

  2016.07

  -

  Present

• The Japanese Sol-Gel Society, 

  2014.07

  -

  Present

• The Ceramic Society of Japan, 

  2009.10

  -

  Present

• The Japan Society of Applied Physics, 

  2009.01

  -

  Present

Committee Experiences 【 Display / hide 】

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• 2024.04

  -

  Present

  Editorial Board Members, Journal of the Ceramic Society of Japan, The Ceramic Society of Japan

• 2023.04

  -

  Present

  Event Planning Committee Member, The Ceramic Society of Japan

• 2023.04

  -

  Present

  Program Editorial Board Member, The Japan Society of Applied Physics

• 2023.04

  -

  Present

  電子材料部会 庶務・会計, 日本セラミックス協会

• 2023.03

  -

  Present

  電子材料部会 幹事, 日本セラミックス協会

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