研究発表 - 神原　陽一

Crystal Structure Dependence of Oxygen Evolution Reaction for YBa2Cu3O7-delta as Electrochemical Catalyst

Yoichi Kamihara

[国際会議]  TechConnect World Innovation Conference and Expo （ローリー, ノースカロライナ州, 米国） , 

2026年03月

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口頭発表（一般）

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水の電気分解における酸素発生反応（OER: Oxygen Evolution Reaction）は、再生可能エネルギー分野や金属空気二次電池において不可欠なプロセスである。しかし、OER には大きな過電圧が必要であり、これが水電解におけるエネルギー損失の要因となるため、適切な OER 電極触媒が求められている。OER の反応効率を高めるためには、電極として触媒材料を用いる必要がある。現在実用化されている OER 触媒は、イリジウム（Ir）やルテニウム（Ru）などの貴金属酸化物である。しかし、これらの触媒は高価であり、大規模な産業設備やインフラへの導入には多大なコストがかかるため、スマート社会の実現に向けた障壁となっている。したがって、より安価で高い触媒活性を有する代替材料の探索が求められている。安価な OER 触媒のアプローチの一つとして、酸素空孔を有する遷移金属層状酸化物の研究が挙げられる。実際、Hirai らは、酸素空孔を有する層状ペロブスカイト関連化合物 Sr₂VFeAsO₃−δ（δ ≥ 0.5）が、従来の OER 触媒よりも低い OER 過電圧と高い反応速度を示すことを報告している［S. Hirai et al., J. Mater. Chem. A 6, 15102–15109 (2018)］。このことから、層状ペロブスカイト関連化合物は電気化学触媒としての機能性を有することが示唆される。代表的な層状ペロブスカイト関連化合物として、高温超伝導体として知られる直方晶 YBa₂Cu₃O₇−δ（YBCO）がある。YBCO では δ が増加すると超伝導相が消失し、絶縁体となり、結晶構造も正方晶へと変化する。しかし、超伝導相を示さない正方晶 YBCO の機能性については未解明である。本研究では、酸素欠損に起因する反応機構によって活性が向上する新たな OER 触媒として、正方晶 YBa₂Cu₃O₇−δ（YBCO）の機能を検討した。YBCO 試料はソル–ゲル法により合成し、760℃、820℃、920℃で焼成した。結晶構造は粉末 X 線回折（XRD）により決定した。YBCO の OER 触媒としての過電圧は回転リングディスク電極（RRDE）を用いて測定した。その結果、YBCO の OER 活性は、裸のガラス状炭素電極やカーボンブラックと比較して、OER 過電圧およびターフェル勾配の点で優れていることが明らかとなった。さらに、YBCO の結晶構造が OER 活性の向上に寄与している可能性が示唆された。特に、正方晶 YBCO は直方晶 YBCO よりも高い OER 触媒活性を示した。［N. Takehara, R. Kuramochi, Y. Kamihara et al., Mater. Sci. Tech. Jpn., 掲載決定（日本語）］


Magnetic Flux Density Distribution and Microstructure Analysis of H-doped SmFeAsO

Hideo Namita, Tomoki Suemura, Ryosuke Sakagami, Tsuyoshi Tamegai, Yoichi Kamihara

[国際会議]  Materials Research Meeting (MRM) 2025 （横浜） , 

2025年12月

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ポスター発表

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水素負イオン(ヒドリド)を部分置換された鉄系高温超伝導体 SmFeAsO多結晶の磁気光学イメージングとともに、異相の分布の評価を行った。


Superconducting Properties for a Cuprate Superconductor after Heat Treatments under Several Hydrogen Atmosphere at ~200 deg. C

Hideo Namita, Masanori Matoba, Suguru Iwasaki, Masaya Fujioka, Masashi Miura, Yoichi Kamihara

[国際会議]  Materials Research Meeting (MRM) 2025 （横浜） , 

2025年12月

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口頭発表（一般）

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金属有機化合物分解法によりSrTiO3基板上に作製されたGdをYサイトに部分置換されたYBCO ((Y, Gd)BCO) 薄膜を100℃から300℃で水素雰囲気下で熱処理を行った。また、この熱処理中に、水素負イオンのバイアスによる注入の有無による結晶相の変化を調べた。210℃で水素負イオンのバイアスによる注入を施した試料のみが、頂点酸素に水素負イオン(ヒドリド)が置換されると仮定した密度汎関数理論による電子状態計算結果と矛盾しない格子定数の減少を示す。


Computational Chemical Analysis of Oxygen deficiency in Synthesized Samples of Mixed Anion Layered Compound Superconductor, LaNiPO1−delta

Haruyoshi Suzuki, Daiki Fujii, Aurélien Antunez, Yoichi Kamihara, Masanori Matoba

[国際会議]  Materials Research Meeting (MRM) 2025 （横浜） , 

2025年12月

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ポスター発表

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複合アニオン層状化合物の一種である超伝導を示すLaNiPO1−deltaを合成と電子状態計算を用いて研究する。酸素欠損量とTcとの相関を密度汎関数理論に基づく電子状態計算シミュレーションの結果と比較し、検討する。


Introduction of slab structures and calculations of surface energy of Bi2Sr2CaCu2O8+x

Ryotaro Taniguchi, Haruyoshi Suzuki, Yoichi Kamihara, Masanori Matoba

[国際会議]  Materials Research Meeting (MRM) 2025 （横浜） , 

2025年12月

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ポスター発表

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剥離性を有する銅酸化物高温超伝導体Bi2Sr2CaCu2O8+x (Bi-2212)の表面エネルギーをスラブ構造を仮定して評価する.


新規n型Zintl相化合物 Rb(Cd,Zn)4As3の熱電性能

小野圭吾, 後藤陽介, 神原陽一，李哲虎

[国内会議]  第22回 日本熱電学会学術講演会 （「團十郎芸術劇場うらら」 と 「サイエンスヒルズこまつ」石川県小松市） , 

2025年09月

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口頭発表（一般）

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新規n型Zintl相化合物 Rb(Cd,Zn)4As3の高温輸送現象について報告する。

143-Zintl相化合物Rb(Cd,Zn)4As3の熱電性能

小野圭吾, 後藤陽介, 村田正行, 臼井秀知, 筒井智嗣, 神原陽一, 李哲虎

[国内会議]  日本物理学会 第80回年次大会 （広島大学（東広島キャンパス）） , 

2025年09月

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口頭発表（一般）

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143-Zintl相化合物Rb(Cd,Zn)4As3多結晶体の結晶構造と熱電変換性能の組成制御による向上を報告する。

鉄系高温超伝導体 H-doped SmFeAsO (Sm1111) の Mossbauer分光法 による Debye温度の導出

何浩，松浦義実，森田勇希，神原陽一

[国内会議]  第49回日本磁気学会学術講演会, 

2025年09月

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口頭発表（一般）

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鉄系高温超伝導体 H-doped SmFeAsO (Sm1111) のデバイ温度をメスバウワ分光測定でも求まるアイソマーシフトの温度変化より求めた。

Jonkerプロットを使用した複合アニオン層状化合物ワイドギャップ半導体 LaCu1-dChO (Ch = S, Se)の熱電性能評価

神原陽一

[国内会議]  応用物理学会2025年応物秋季学術講演会 （名城大学天白キャンパス&オンライン） , 

2025年09月

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口頭発表（一般）

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複合アニオン層状化合物半導体LaCuChO (Ch = S, Se)はおよそ 3 eV の光学禁制帯を示す絶縁体である。LaCuChO (Ch = S, Se)は1 at.%程度の銅欠陥により生じる正孔ドープにより、そのp型のキャリアの極性が生じる。LaCuChO (Ch = S, Se)の熱電変換性能について、Jonker plot に即して報告する。

New Synthesis Route for Polycrystalline Samples and Chemical Calculation in Superconducting LaNiPO

Haruyoshi SUZUKI, Ryoma TAKEUCHI, Daiki FUJII, Aurelien ANTUNEZ, Yoichi KAMIHARA, Masanori MATOBA

[国際会議]  30th International Conference on Low Temperature Physics (LT30) （ビルバオ、スペイン） , 

2025年08月

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ポスター発表

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複合アニオン層状化合物の一種である鉄系高温超伝導体と類似の構造をもつニッケル複合アニオン層状化合物を、新たな合成経路で得た。

Exploration of transparent semiconductor by synthesis of Sr2CuZnSO3-delta

D. Fujii, H. Suzuki, K. Fukuda, Y. Kamihara, M. Matoba

[国際会議]  The 10th Japan-Korea International Symposium on Materials Science and Technology (JKMST2025) （東京） , 

2025年07月

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ポスター発表

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新規な複合アニオン層状化合物 透明半導体Sr2CuZnSO3-deltaの合成を報告する。

Review on Thermoelectric properties of a mixed anion layered compound LaCu1-deltaS1-xSexO as a wide-gap semiconductor

Yoichi KAMIHARA

[国際会議]  The 10th Japan-Korea International Symposium on Materials Science and Technology (JKMST2025) （東京） , 

2025年07月

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口頭発表（招待・特別）

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ワイドギャップ半導体として、25年以上研究されてきた複合アニオン層状化合物LaCuS1-xSexO (La1111)は絶縁体である。La1111へのキャリアドープは、1 at.%の銅欠損に由来する。1 at.%の銅欠損は、バルクとしての縮退伝導を実現する。しかしながら、銅欠損が2 at.%となると、x = 0.5の場合のLa1111は再び絶縁体となった。La1111の熱電変換材料としての評価をJonker plotで行った。


Synthesis of nickel deficient hexagonal perovskite BaNi1-xO3-y and its oxygen evolution reaction activity

Taisuke KAIZUKA, Yoichi KAMIHARA

[国際会議]  The 10th Japan-Korea International Symposium on Materials Science and Technology (JKMST2025) （東京） , 

2025年07月

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口頭発表（一般）

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Ni欠損を導入した六方晶ペロブスカイト型化合物 BaNi1-xO3-y の合成、結晶構造解析、組成分析、および酸素発生反応電気化学触媒としての機能を報告する。


Seebeck coefficient and electrical conductivity of mixed anion layered compounds Cu-deficient LaCuChO (Ch = S, Se) in Jonker plot

Y. Kamihara

[国際会議]  Asia Pacific Society for Materials Research 2025 Annual Meeting (APSMR 2025 Annual Meeting) （Sapporo, Hokkaido, Japan） , 

2025年07月

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口頭発表（招待・特別）

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2000年頃より、複合アニオン層状化合物の電気的、磁気的、触媒的性質は広く着目されてきた。その内の透明半導体、及び熱電変換材料として着目されている層状銅カルコゲナイド酸化物に関して、最近の実験結果を報告する。この系は、1 at.%の銅欠陥によりキャリアが入り非ドープの絶縁体から、銅欠陥ドープの縮退半導体に変化する。この系の熱電変換性能を紹介する。


Synthesis and thermoelectric performance evaluation of a layered oxyselenide BiCuSeO for future copper deficiency introduction

Jo OTAKE, Nobuhiko AZUMA, Masanori Matoba, Yoichi KAMIHARA

[国際会議]  GCIM2025, 

2025年06月

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ポスター発表, 済州、韓国

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層状オキシセレン化合物 BiCuSeO は、導電層と絶縁層が交互に積層された構造を持つため、低い熱伝導率を示し、中間温度域での p 型熱電材料として期待されています。本研究の目的は、ほぼ単相の多結晶 BiCuSeO の熱電特性を評価することです。

Transport properties of a mixed anion layered compound LaCu0.99Se0.99S0.01O as a wide-gap semiconductor

Yoichi KAMIHARA, Nobuhiko AZUMA, Tatsuhide FUJIOKA, Masanori MATOBA

[国際会議]  GCIM2025, 

2025年06月

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口頭発表（一般）

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熱電変換材料（TEC）と技術は、300～600 Kでの性能向上が課題です。現在の主流はBi₂Te₃系材料ですが、新たな材料の開発が進められています。2000年代以降、混合アニオン層状化合物（MALCs）が電子材料として注目され、LaCuChO（Ch＝S, Se）やBiCuSeOが報告されました。2024年、我々はLaCuChOの熱電特性をJonkerプロットで評価しました。本会議では、Cu欠損や混合アニオン状態を持つLaCu₀.₉₉Se₀.₉₉S₀.₁Oの輸送特性について議論します。

Polycrystallic synthesis of SnPn layered compound EuSn2P2

Zihao LIU, Takamasa SHIMURA, Ryosuke SAKAGAMI, Yoichi KAMIHARA, Masanori MATOBA

[国際会議]  GCIM2025, 

2025年06月

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口頭発表（一般）, 済州、韓国

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Bi2Te3系材料の開発以来、実用化を目的とした熱電変換の研究は、デバイスやモジュールに焦点を当てて進められてきました。EuSn2P2は、Bi2Te3結晶と共通の特徴を持っています。

Advancing oxygen evolution reaction through mixed-anion compounds

Hao HE, Rei KURAMOCHI, Michitaro YAMAGUCHI, Yoichi KAMIHARA

[国際会議]  GCIM2025, 

2025年06月

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口頭発表（一般）, 済州、韓国

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Cr系ペロブスカイト関連複合アニオン層状化合物の酸素発生反応電気化学触媒機能を新たに報告する。

Synthesis of 21113V Fe-based superconductors, polycrystalline Sr2V1-xTixFeAsO3 samples

Aurélien ANTUNEZ, Haruyoshi SUZUKI, Yoichi KAMIHARA, Masanori MATOBA

[国際会議]  GCIM2025, 

2025年06月

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ポスター発表, 済州、韓国

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2006年に鉄系混合アニオン層状化合物（MALC）超伝導体が発見されて以来、多くの研究が進められてきました。その中で、Sr₂VFeAsO₃−δ（21113系）が有望視され、Tconsetが37.2Kと報告されています。本研究では、Tiをドープした Sr₂V₁₋ₓTiₓFeAsO₃（Tiドープ21113V）を固相反応法で合成しました。SrO、FeAs、V、V₂O₅、Ti₂O₃ を 1050℃で40時間焼成し、粉末・バルクXRDで結晶相を解析しました。さらに、四端子法による電気抵抗測定とMPMSによる磁化測定を行いました。

Novel synthesis route of superconducting polycrystalline SmFeAsO1-xFx with Tc = 56 K

Y. Kamihara, Y. Kobayashi, R. Takeuchi, M. Matoba

[国際会議]  TechConnect World Innovation 2025 （Austin, TX, USA） , 

2025年06月

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口頭発表（一般）

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SmFeAsO1-xFxは、複合アニオン層状化合物の内、鉄系高温超伝導体として知られる。SmFeAsO1-xFx の 超伝導転移温度 56 Kを示す試料を作製するための新たな合成ルートについて報告する。