萩原 学 (ハギワラ マナブ)

Hagiwara, Manabu

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所属(所属キャンパス)

理工学部 応用化学科 (矢上)

職名

専任講師

外部リンク

経歴 【 表示 / 非表示

  • 2011年04月
    -
    2013年03月

    日本学術振興会, 特別研究員(DC1)

  • 2013年04月
    -
    2021年03月

    慶應義塾大学, 理工学部 応用化学科, 助教

  • 2013年04月
    -
    2016年03月

    慶應義塾大学, 理工学部応用化学科, 助教(有期)

  • 2016年04月
    -
    2021年03月

    慶應義塾大学, 理工学部応用化学科, 助教

  • 2018年09月
    -
    2019年08月

    ノルウェー科学技術大学, 客員研究員

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学歴 【 表示 / 非表示

  • 2007年04月
    -
    2009年03月

    東京工業大学, 工学部, 無機材料工学科

    大学, 卒業

  • 2009年04月
    -
    2011年03月

    東京工業大学, 理工学研究科・工学系, 材料工学専攻

  • 2009年04月
    -
    2011年03月

    東京工業大学, 理工学研究科, 材料工学専攻

    大学院, 修了, 博士前期

  • 2011年04月
    -
    2013年03月

    東京工業大学, 理工学研究科・工学系, 材料工学専攻

  • 2011年04月
    -
    2013年03月

    東京工業大学, 理工学研究科, 材料工学専攻

    大学院, 修了, 博士後期

学位 【 表示 / 非表示

  • 博士(工学), 東京工業大学, 課程, 2013年03月

    Study on Nonlinear Phenomena in Piezoelectric Ceramics

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • ナノテク・材料 / 無機材料、物性

  • ナノテク・材料 / 無機材料、物性

  • ナノテク・材料 / 無機物質、無機材料化学

  • ナノテク・材料 / 無機物質、無機材料化学

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • セラミックス

  • 圧電体

  • 強誘電体

  • 材料科学

  • 無機化学

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著書 【 表示 / 非表示

  • 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

    技術情報協会, 技術情報協会, 2020年08月,  ページ数: 543p

    担当範囲: 第2章・第2節「水熱法を利用した(Bi1/2K1/2)(ZrxTi1-x)O3非鉛圧電セラミックスの作製」(P.82~ P.87)

論文 【 表示 / 非表示

  • 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 2023年11月

    研究論文(学術雑誌), 共著, 査読有り

  • Impact of synthesis route on the microstructure and energy-storage properties of (Bi1/2K1/2)TiO3–SrTiO3 relaxor ferroelectric ceramics: Solid-state and hydrothermal approaches

    Maho Kitamura, Shinobu Fujihara, Manabu Hagiwara

    Journal of the European Ceramic Society 2023年11月

    研究論文(学術雑誌), 共著, 最終著者, 責任著者, 査読有り

  • Temperature-Stable Linear Dielectric Response of Low-Temperature Sintered La-Doped Bi<sub>2</sub>SiO<sub>5</sub> Ceramics

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

    ACS Applied Electronic Materials (American Chemical Society (ACS))  2023年07月

    研究論文(学術雑誌), 共著, 最終著者, 責任著者, 査読有り,  ISSN  2637-6113

  • Multistep synthesis of VO2 (M) nanoparticles and their application to thermochromic hybrid films for IR modulation

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

    International Journal of Applied Ceramic Technology 2023年05月

    研究論文(学術雑誌), 共著, 査読有り

  • Influence of ZIF-8 modification on performance of ZnO-based dye-sensitized solar cells

    Masaya Sugihara, Manabu Hagiwara, Shinobu Fujihara

    Journal of Solid State Electrochemistry 2023年01月

    研究論文(学術雑誌), 共著, 査読有り

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KOARA(リポジトリ)収録論文等 【 表示 / 非表示

総説・解説等 【 表示 / 非表示

  • 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 2019年08月

    記事・総説・解説・論説等(学術雑誌), 共著

  • ゲーレナイトの圧電材料としての可能性

    武田博明, 保科拓也, 鶴見敬章, 小玉展宏, 萩原 学, 藤原 忍

    日本電子材料技術協会会報 (日本電子材料技術協会)  47 ( 11 ) 11 - 15 2016年11月

    ISSN  0285-3833

研究発表 【 表示 / 非表示

  • BiFeO3系ナノ粒子のソルボサーマル合成と低温焼結

    萩原学, 新庄祐太, 森雅恵, 藤原忍

    第42回電子材料研究討論会, 

    2022年11月

    口頭発表(一般)

  • 熱電変換応用に向けた(La1/2K1/2)TiO3系セラミックスの作製と結晶構造解析

    櫻庭秀悟, 藤原忍, 萩原学

    第42回電子材料研究討論会, 

    2022年11月

    口頭発表(一般)

  • ジルコニアナノ粒子が示す欠陥誘起強磁性におよぼす合成条件の影響

    西出 宥太朗, 伊東 正浩, 賀茂 尚広, 中島 靖, 藤原 忍, 萩原 学

    日本セラミックス協会 第35回秋季シンポジウム, 

    2022年09月

    ポスター発表

  • 2段階液相プロセスによるCaTiO3:Pr3+球状マイクロ粒子の合成と発光特性

    矢澤 創太郎, 萩原 学, 藤原 忍

    日本セラミックス協会 第35回秋季シンポジウム, 

    2022年09月

    ポスター発表

  • 熱電変換応用を指向した(La1/2K1/2)TiO3系セラミックスの結晶構造解析とプロセスの設計

    櫻庭 秀悟, 藤原 忍, 萩原 学

    日本セラミックス協会 第35回秋季シンポジウム, 

    2022年09月

    ポスター発表

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競争的研究費の研究課題 【 表示 / 非表示

  • Bi系リラクサーの誘電応答を支配する超秩序構造の理解と制御

    2023年04月
    -
    2025年03月

    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), 萩原 学, 学術変革領域研究(A), 補助金,  研究代表者

  • 高性能な酸化物熱電材料の開発に向けた複合カチオンエンジニアリングの構築

    2020年04月
    -
    2024年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 萩原 学, 基盤研究(B), 補助金,  研究代表者

     研究概要を見る

    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。

  • 複合カチオンエンジニアリングによる超低熱伝導性酸化物の設計・合成と熱電特性の向上

    2018年04月
    -
    2021年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 萩原 学, 若手研究, 補助金,  研究代表者

     研究概要を見る

    本研究の目的は、チタン酸系ペロブスカイト型酸化物ATiO3のAサイトに3価と1価のカチオンからなる“複合カチオン”を導入することで、フォノン散乱の増強によって熱伝導率を大幅に低減した熱電発電用のn型半導体を創製することである。計画の初年度にあたる2018年度は、 AサイトにLa3+およびAg+あるいはK+を含む(La1/2Ag1/2)TiO3 (LAT)と(La1/2K1/2)TiO3 (LKT)の2種類の新規物質を候補材料として挙げ、これらのバルクセラミック試料の作製を試みた。まず、LATについて固相法およびゾルゲル法での合成を検討したが、ペロブスカイト相は生成するもののAg+の一部が還元して金属Agを生じるために単相の合成が困難であることがわかった。一方、LKTについては固相法およびゾルゲル法のどちらによっても単相の合成が可能であった。またLKTについては高温焼結過程でのKの揮発によって副相を生じる問題があったが、焼成温度や時間さらには犠牲粉末の使用などの条件を詳細に検討した結果、Kの揮発を抑えることに成功し、単相を保ったまま相対密度90%以上の緻密なセラミックスが得られた。還元雰囲気中で焼成したLKTセラミックスは従来材料のSrTiO3と同様に優れた電気伝導性を示し、K+の一部をBa2+で置き換えることでさらに電気伝導性が向上することもこれまでに明らかとなった。これらの結果から主な研究対象をLKTに定めて今後の研究を進めることとした。

  • Aサイト複合ペロブスカイトのリラクサー相を利用した高温キャパシタ用誘電体の創製

    2016年04月
    -
    2018年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 萩原 学, 若手研究(B), 補助金,  研究代表者

     研究概要を見る

    本研究では、非鉛系のリラクサーであるチタン酸ビスマスカリウム(BKT)系固溶体の組成探索により、広い温度範囲で高い誘電率を示す誘電体を創生することを目的とした。まず水熱法を利用して作製した高品質BKTセラミックスの誘電応答を解析し、BKTが示すリラクサー-強誘電体相転移のメカニズムを明らかにした。また、直流電界および圧縮応力下での誘電応答も測定し、BKTの電界-温度および応力-温度相図を始めて報告した。つづいてBKTに対してチタン酸ストロンチウムを固溶させることでリラクサー相を安定化させるとともに誘電率最大温度を室温付近まで低下させ、広い温度範囲で1000以上の比誘電率を示す誘電体を作製した。

  • 強誘電ドメインの運動性を制御した高温用非鉛圧電セラミックスの開発

    2013年08月
    -
    2015年03月

    日本学術振興会, 科学研究費助成事業 研究活動スタート支援, 萩原 学, 研究活動スタート支援, 研究代表者

     研究概要を見る

    圧電セラミックスを高温においてアクチュエータとして用いるためには、ドメイン壁の運動の制御が不可欠である。本研究ではまず、高いキュリー温度を有するビスマスフェライト系の固溶体セラミックスにおいて添加物および粒子サイズがドメインスイッチングにおよぼす影響を明らかにした。また、セラミックス内部の欠陥濃度に空間分布をもたせることによるドメインの運動性の制御を目指し、粒界付近にMnイオンが偏在したチタン酸バリウム焼結体を作製した。その結果、Mnイオンを粒界に偏在させた試料では無添加のチタン酸バリウムセラミックスに比べて分極状態の温度安定性が向上することを明らかにした。

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担当授業科目 【 表示 / 非表示

  • 応用化学輪講

    2024年度

  • ナノスケール科学ジョイントセミナー

    2024年度

  • マテリアル科学3

    2024年度

  • マテリアルデザイン科学ジョイントセミナー

    2024年度

  • 応用化学実験A

    2024年度

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担当経験のある授業科目 【 表示 / 非表示

  • 自然科学実験

    慶應義塾

    2014年04月
    -
    2015年03月

    秋学期

  • 応用化学実験A

    慶應義塾

    2014年04月
    -
    2015年03月

    春学期, 実習・実験

 

所属学協会 【 表示 / 非表示

  • 米国セラミックス協会, 

    2016年07月
    -
    継続中
  • 日本ゾル-ゲル学会, 

    2014年07月
    -
    継続中
  • 日本セラミックス協会, 

    2009年10月
    -
    継続中
  • 応用物理学会会員, 

    2009年01月
    -
    継続中

委員歴 【 表示 / 非表示

  • 2024年04月
    -
    継続中

    Journal of the Ceramic Society of Japan 編集委員会委員, 日本セラミックス協会

  • 2023年04月
    -
    継続中

    行事企画委員会委員, 日本セラミックス協会

  • 2023年04月
    -
    継続中

    プログラム編集委員, 応用物理学会

  • 2019年09月
    -
    継続中

    秋季シンポジウム セッションオーガナイザー, 日本セラミックス協会