2025/03/27 更新

写真a

オサダ ミノル
長田 実
OSADA Minoru
所属
未来材料・システム研究所 材料創製部門 教授
大学院担当
大学院工学研究科
職名
教授
連絡先
メールアドレス

学位 1

  1. 博士(理学) ( 1998年3月   東京工業大学 ) 

研究分野 3

  1. ナノテク・材料 / 無機材料、物性

  2. ナノテク・材料 / ナノ材料科学

  3. ナノテク・材料 / 無機物質、無機材料化学

現在の研究課題とSDGs 3

  1. 原子膜技術によるセラミックス製造プロセスの革新

  2. 原子膜を利用したマルチマテリアル化技術

  3. 原子膜材料による革新的エネルギー変換・蓄電デバイス

経歴 2

  1. 日本学術振興会   学術システム研究センター

    2020年4月 - 2023年3月

  2. 名古屋大学   未来材料・システム研究所   教授

    2018年1月 - 現在

学歴 1

  1. 東京工業大学   総合理工学研究科   材料科学専攻

    - 1998年3月

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    国名: 日本国

所属学協会 4

  1. 日本化学会

  2. 日本セラミックス協会

  3. 応用物理学会

  4. American Chemical Society

受賞 3

  1. 第41回学術賞

    2024年3月   日本化学会   無機2次元物質の精密合成と電子材料応用

    長田 実

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    受賞区分:国内外の国際的学術賞 

  2. 文部科学大臣表彰 若手科学者賞

    2009年4月   文部科学省  

  3. 第19回つくば賞

    2008年10月   茨城県科学技術振興財団  

 

論文 207

  1. Atomic Layer Engineering of Ferroelectricity in Dion-Jacobson Perovskites 査読有り

    Morita, S; Urushihara, D; Nishibashi, K; Kobayashi, M; Yamamoto, E; Asaka, T; Nakajima, H; Mori, S; Osada, M

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   146 巻 ( 36 ) 頁: 25221 - 25231   2024年8月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Journal of the American Chemical Society  

    Recent advances in “hybrid-improper” ferroelectricity in Dion-Jacobson (DJ)-type layered perovskites have caused renewed interest in the search for new ferroelectrics. Here, we present an approach for the tailored synthesis of a new homologous series of DJ-type layered perovskites Cs(Bi2Srn-3)(Tin-1Nb)O3n+1. Starting from CsBi2Ti2NbO10 (n = 3), higher-order homologous phases with n = 4 and 5 were successfully synthesized by repeated solid-state calcination with SrTiO3. Characterizations by X-ray diffraction, electron diffraction, transmission electron microscopy, Raman scattering, and second harmonic generation showed the detailed structural features in Cs(Bi2Srn-3)(Tin-1Nb)O3n+1, and the polar structures could be stabilized by proper or hybrid-improper ferroelectricity, depending on the odd or even number of the perovskite layers. Our results provide important insights into the competition between the different mechanisms and the consequences of the ferroelectric properties in homologous layered perovskites.

    DOI: 10.1021/jacs.4c09214

    Web of Science

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  2. Atomic Layer Engineering of Pd Nanosheets for an Enhanced Hydrogen Evolution Reaction

    Ando, S; Yamamoto, E; Kobayashi, M; Osada, M

    NANO LETTERS   24 巻 ( 36 ) 頁: 11239 - 11245   2024年8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:Nano Letters  

    Thickness control of two-dimensional (2D) metal nanosheets (metallenes) has scientific significance for energy and catalyst applications, yet is unexplored owing to the lack of an efficient approach for the tailored synthesis of metallenes with controlled atomic layers. Here we report a 2D template-directed synthesis of ultrathin Pd nanosheets with well-controlled thicknesses. Molecularly thin single-crystalline Pd nanosheets with well-defined hexagonal morphologies were synthesized via a one-pot method with 2,4,6-trichlorophenyl formate. Such Pd nanosheets were used as hard templates for the tailored synthesis of the Pd nanosheets with controlled thicknesses (9, 11, 13, and 15 atomic layers). Hard X-ray photoelectron spectroscopy and density functional theory calculations revealed unique electronic states in thickness-controlled Pd nanosheets; these states included reduced surface charges to bulk, increased work functions, and decreased d-band centers. Thus, atomic layer engineering of Pd nanosheets enabled the fine-tuning of the surface electronic states to improve the hydrogen evolution reaction.

    DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c02741

    Web of Science

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  3. Solid-state surfactant templating for controlled synthesis of amorphous 2D oxide/oxyhydroxide nanosheets 査読有り

    Yamamoto, E; Kurimoto, D; Ito, K; Hayashi, K; Kobayashi, M; Osada, M

    NATURE COMMUNICATIONS   15 巻 ( 1 ) 頁: 6612   2024年8月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   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 Communications  

    As a member of 2D family, amorphous 2D nanosheets have received increasing attention due to their unique properties that are distinct from crystalline 2D nanosheets. However, compared with the vast library of crystalline 2D nanosheets, amorphous 2D nanosheets are still infancy due to the lack of an efficient synthetic approach. Here, we present a strategy that yields a library of 10 distinct amorphous 2D metal oxides/oxyhydroxides using solid-state surfactant crystals. A key feature of this process is a stepwise reaction using solid surfactant; the solid-state surfactant crystals have metal ions arranged in the interlayer space, and hydrolysis of the metal ions leads to the formation of isolated clusters in the surfactant crystals via limited condensation reactions. Immersing the surfactant crystals in formamide promotes nanosheet formation through the self-assembly of clusters by templating the morphologies of the crystals generated from surfactants crystals. Our approach opens a flatland in amorphous 2D world.

    DOI: 10.1038/s41467-024-51040-2

    Web of Science

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  4. Ultrafast 2D Nanosheet Assembly via Spontaneous Spreading Phenomenon 査読有り 国際共著

    Shi, Y; Li, H; Tsunematsu, H; Ozeki, H; Kano, K; Yamamoto, E; Kobayashi, M; Abe, H; Chen, CW; Osada, M

    SMALL   20 巻 ( 36 ) 頁: e2403915   2024年7月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Small  

    In 2D materials, a key engineering challenge is the mass production of large-area thin films without sacrificing their uniform 2D nature and unique properties. Here, it is demonstrated that a simple fluid phenomenon of water/alcohol solvents can become a sophisticated tool for self-assembly and designing organized structures of 2D nanosheets on a water surface. In situ, surface characterizations show that water/alcohol droplets of 2D nanosheets with cationic surfactants exhibit spontaneous spreading of large uniform monolayers within 10 s. Facile transfer of the monolayers onto solid or flexible substrates results in high-quality mono- and multilayer films with high coverages (>95%) and homogeneous electronic/optical properties. This spontaneous spreading is quite general and can be applied to various 2D nanosheets, including metal oxides, graphene oxide, h-BN, MoS2, and transition metal carbides, enabling on-demand smart manufacture of large-size (>4 inchϕ) 2D nanofilms and free-standing membranes.

    DOI: 10.1002/smll.202403915

    Web of Science

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    その他リンク: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/smll.202403915

  5. ナノシートでつくる高性能日射遮蔽膜

    長田 実

    クリーンエネルギー   33 巻   頁: 47 - 50   2024年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    CiNii Research

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書籍等出版物 9

  1. ナノシートの合成と集積化による高機能材料の創成

    長田 実、山本瑛祐( 担当: 共著 ,  範囲: 第9章)

    シーエムシー出版  2023年7月 

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    記述言語:日本語 著書種別:学術書

  2. セラミックス系ナノシートの機能性コーティング膜への応用

    長田 実( 担当: 分担執筆 ,  範囲: 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、第3節)

    技術情報協会  2020年8月 

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    総ページ数:7   担当ページ:282-287   記述言語:日本語 著書種別:学術書

  3. Self-Assembly of Oxide Nanosheets: Precise Structural Control and Its Applications

    長田 実,佐々木高義( 担当: 共著)

    Elsevier  2018年 

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    総ページ数:5   記述言語:日本語 著書種別:学術書

  4. 無機ナノシートでつくる新規ハイブリッド材料, , 粉体の表面処理・複合化技術集大成

    長田 実( 担当: 単著)

    テクノシステム  2018年 

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    記述言語:日本語 著書種別:学術書

  5. 「2次元ナノシートの現状と将来展望」、二次元物質の科学

    長田 実、佐々木高義( 担当: 分担執筆)

    シーエムシー  2017年 

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    記述言語:日本語 著書種別:学術書

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MISC 52

  1. 原子膜高誘電体・強誘電体の開発 招待有り

    長田 実  

    月刊ファインケミカル52 巻 ( 9 )   2023年10月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  2. 液滴1滴、1分でナノシート膜の自動製膜 招待有り

    セラミックス58 巻 ( 8 ) 頁: 650   2023年8月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  3. ナノシートの合成と集積化による高機能材料の創成 招待有り

    長田 実、山本瑛祐  

    ゾル-ゲル法技術の最新動向   頁: 302 - 310   2023年7月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  4. ようこそラメラ・ワールドへ 招待有り

    セラミックス58 巻 ( 6 ) 頁: 346 - 348   2023年6月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  5. 無機 2 次元ナノシートが拓く原子層技術 招待有り

    長田実  

    まてりあ60 巻 ( 10 ) 頁: 628 - 633   2021年10月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

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講演・口頭発表等 51

  1. Single droplet assembly for 2D electronics 招待有り 国際会議

    Minoru Osada

    ICMaSS2021 (International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2021)  2021年11月5日  IMaSS, Nagoya University

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    開催年月日: 2021年11月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:Online   国名:日本国  

  2. The Rise of 2D Architectonics 招待有り 国際会議

    Minoru Osada

    ICMaSS2021 (International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2021)  2021年11月4日  IMaSS, Nagoya University

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    開催年月日: 2021年11月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:Online   国名:日本国  

  3. Atomic layer engineering of 2D perovskites for tailored high-k ferroelectrics 招待有り 国際会議

    Minoru Osada

    The 12th Recent Progress in Graphene and Two-dimensional Materials Research Conference (RPGR 2021)  2021年10月12日 

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    開催年月日: 2021年10月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:Online (Yonsei University, Seoul, Korea)  

  4. 2D Ferroelectrics 招待有り 国際会議

    Minoru Osada

    2nd Global Forum on Advanced Materials and Technologies for Sustainable Development (GFMAT-2)  2019年7月22日 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

  5. 2次元酸化物が拓く新しい原子膜技術 招待有り

    長田 実

    第13回酸化グラフェンシンポジウム  2019年12月6日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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共同研究・競争的資金等の研究課題 2

  1. 二次元材料の高速・液相コーティング技術の研究開発

    2021年5月 - 2022年3月

    NEDO先導研究プログラム  

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

  2. ナノシート技術を用いた革新的誘電材料・デバイスの開発

    2020年12月 - 2023年3月

    JST研究成果展開事業 A-STEP産学共同(育成型)  

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

科研費 9

  1. 原子膜技術による革新的蓄電デバイスの創成 国際共著

    研究課題/研究課題番号:21H05015  2021年7月 - 2026年3月

    科研費・基盤研究S  基盤研究(S)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:191750000円 ( 直接経費:147500000円 、 間接経費:44250000円 )

  2. 酸化物原子膜による革新的エピタキシー技術の創成

    研究課題/研究課題番号:23K17956  2023年6月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    長田 実

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:6500000円 ( 直接経費:5000000円 、 間接経費:1500000円 )

    原子数個の厚みを有する原子膜(ナノシート)は、従来のバルク、薄膜とは異なる特異物性を発現する。原子膜は分子線エピタキシー等で実現する単原子層に相当しており、その構造、結晶化挙動の評価は薄膜成長、臨界物性の理解につながる普遍かつ重要な課題である。本研究では、従来、原子膜合成が困難である典型酸化物(TiO2, ZnO, BaTiO3など)を対象に、組成、構造、膜厚を精密に制御した原子膜の合成に挑戦し、先端構造解析により原子膜特有の特異構造、結晶化挙動の完全理解に迫る。さらに、原子膜を核とする薄膜成長、歪み超格子などへの展開を図り、酸化物原子膜をベースとする新しいエピタキシー技術の創成を目指す。

  3. コーヒーリング効果の原子層制御と高次集積技術への展開

    研究課題/研究課題番号:21K19023  2021年7月 - 2023年3月

    科研費・挑戦的研究(萌芽)   挑戦的研究 (萌芽)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:6500000円 ( 直接経費:5000000円 、 間接経費:1500000円 )

  4. 原子膜技術による革新的蓄電デバイスの創成

    研究課題/研究課題番号:21H04617  2021年4月 - 2025年3月

    科研費・基盤研究A  基盤研究 (A)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:42900000円 ( 直接経費:33000000円 、 間接経費:9900000円 )

  5. 2次元酸化物ナノシートのボトムアップ合成と臨界物性の開拓

    研究課題/研究課題番号:19K22104  2019年6月 - 2021年3月

    科研費・挑戦的研究(萌芽)  挑戦的研究(萌芽)

    長田 実

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:6500000円 ( 直接経費:5000000円 、 間接経費:1500000円 )

    本研究では、超伝導性、強誘電性、磁性など機能の宝庫と言える酸化物をターゲットに、2次元酸化物ナノシートのボトムアップ合成に挑戦する。応募者が最近開発した「2次元ナノ界面鋳型合成法」を活用し、非層状酸化物の単層ナノシートの組成、構造を設計し、精密合成により具現化するテーラメイド合成技術を確立する。これにより、従来合成が困難な酸化物ナノシートの精密合成を実現し、酸化物の臨界膜厚で発現する特異構造、物性の開拓やグラフェンを凌駕する新機能材料を開発する。以上、2次元酸化物ナノシートの完全合成と機能開拓研究を通じ、グラフェンを凌駕する日本発の新規2次元材料技術の開発を目指す。
    原子数個の厚みを有する2次元ナノシートは、高電子・イオン移動度、柔軟性、透明性、高耐熱等など、従来のバルク材料・薄膜とは異なる機能の発現が期待され、次世代のエレクトロニクス分野での応用が期待されている。しかしながら、従来の合成では、層状化合物の剥離というトップダウン手法が利用されており、多彩な機能を有し、応用上重要である非層状無機化合物には適用できず、得られる材料、機能は限定されていた。本研究では、超伝導性、強誘電性、磁性など機能の宝庫と言える酸化物をターゲットに、2次元酸化物ナノシートのボトムアップ合成に挑戦している。本年度は、以下の2課題を推進した。
    <BR>
    (課題1)第一原理計算のよる酸化物ナノシートの構造評価と材料設計:ナノシートでは、表面構造緩和により従来のバルク材料とは異なる結晶構造が誘起されるため、構造安定性の評価は、合成条件の検討や物性制御に関わる重要な因子となる。本年度は、自発分極、極性を有する酸化物(ZnO, BaTiO3など)対象に、第一原理計算により層数変化に伴う結晶構造の安定性や電子バンド構造の影響について検討を行った。特徴的な変化は、分極を有するZnOで確認され、層数制御により特異な構造安定性を示し、グラフェンに類似した平面状ハニカム構造が安定となることが明らかとなった。
    <BR>
    (課題2)2次元ナノ界面鋳型合成法によるナノシートのボトムアップ合成:TiO2、ZnOなどの単純酸化物については、最近開発した界面活性剤を利用したテンプレートによる鋳型合成法により、気-液界面でのナノシートの完全合成を試みた。その結果、結晶の対称性、晶癖に由来した形状を付与することができ、サイズ、形状を精密に制御したTiO2、ZnOの合成に成功した。他方、BaTiO3については、TiO2ナノシートをテンプレートとした鋳型合成法により、横サイズ、形状を維持したナノシートの合成に成功した。
    研究当初予定していたTiO2, ZnO, BaTiO3のボトムアップ合成に成功し、2次元ナノ界面鋳型合成法の有効性を確認することができた。また、第一原理計算による構造評価と材料設計、ナノシートの特性評価など、当初計画以上に進展した課題もあった。
    合成したナノシートに対して、各種構造解析、特性評価を行う。さらに、本研究で開発した2次元ナノ界面鋳型合成法を他の非層状酸化物系の合成にも拡張し、ボトムアップ合成を汎用的な技術として確立する。

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社会貢献活動 1

  1. 工学部で学ぶ化学

    役割:講師

    岐阜県立多治見高等学校  2023年10月

メディア報道 35

  1. 低次元ナノマテリアルでつくる未来材料 新聞・雑誌

    化学工業日報  企画記事8面  2024年3月

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    執筆者:本人以外 

  2. The New Nanosheet Method Catalyzing a Green Energy Revolution インターネットメディア

    Today Headline  https://todayheadline.co/the-new-nanosheet-method-catalyzing-a-green-energy-revolution/  2024年2月

  3. 安全で簡単なPdナノシート合成法 会誌・広報誌

    現代化学  2024年2月

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    執筆者:本人以外 

  4. One-Pot Wonder: The New Nanosheet Method Catalyzing a Green Energy Revolution インターネットメディア

    SciTechDaily  https://scitechdaily.com/one-pot-wonder-the-new-nanosheet-method-catalyzing-a-green-energy-revolution/  2024年2月

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    執筆者:本人以外 

  5. Discovery may reduce use of palladium in hydrogen production インターネットメディア

    Mining  https://www.mining.com/discovery-may-reduce-use-of-palladium-in-hydrogen-production/  2023年12月

     詳細を見る

    執筆者:本人以外 

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