2026/01/06 更新

写真a

コンドウ シンヤ
近藤 真矢
KONDO Shinya
所属
大学院工学研究科 エネルギー理工学専攻 エネルギー材料工学 助教
大学院担当
大学院工学研究科
学部担当
工学部 エネルギー理工学科
職名
助教

研究キーワード 2

  1. 電気光学効果

  2. 強誘電体薄膜

研究分野 1

  1. ナノテク・材料 / 無機材料、物性

経歴 2

  1. 名古屋大学   大学院工学研究科 エネルギー理工学専攻   助教

    2025年4月 - 現在

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    国名:日本国

  2. 岡山大学   学術研究院自然科学学域   助教

    2021年4月 - 2025年3月

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    国名:日本国

所属学協会 3

  1. 日本誘電体学会

    2021年5月 - 現在

  2. 応用物理学会

    2017年 - 現在

  3. 日本セラミックス協会

    2015年 - 現在

 

論文 10

  1. Enhanced Charge-Transfer Kinetics Enabled by ZrO<sub>2</sub>-Based Dielectric Layers in Lithium-Ion Batteries Open Access

    Teranishi, T; Higaki, Y; Imamura, T; Horibe, M; Kondo, S; Sasaoka, C; Hirabaru, H; Katayama, S; Nakayama, M; Kishimoto, A

    ACS APPLIED ENERGY MATERIALS   8 巻 ( 24 ) 頁: 18029 - 18035   2025年12月

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    出版者・発行元:ACS Applied Energy Materials  

    The development of high-rate capability lithium-ion batteries (LIBs) requires suppression of charge-transfer resistance (R<inf>CT</inf>) at electrode–electrolyte interfaces. Here, zirconia-based dielectric oxides (MZ; M = Y, Gd, Sm, Er, etc.) were introduced onto LiCoO<inf>2</inf> (LCO) surfaces as electronically and ionically insulating modifiers to accelerate interfacial ion transport. Electrochemical impedance spectroscopy showed that Y<inf>2</inf>O<inf>3</inf> modified ZrO<inf>2</inf> (YZ) decoration reduced R<inf>CT</inf> from 75.8 Ω in reference LCO to 38.3 Ω, accompanied by a 2.3-fold improvement in capacity retention at 20C. Density functional theory molecular dynamics (DFT–MD) simulations showed that solvated Li ions coordinate with surface oxygen atoms in discharging, and that adsorption energies are governed by local charge distributions determined by stabilizing cations. Optimal adsorption activity, and thus the lowest R<inf>CT</inf>, occurred when the surface charge corrugation was balanced. These findings provide design principles for dielectric interface engineering to enhance rate capability of LIBs.

    DOI: 10.1021/acsaem.5c02963

    Open Access

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  2. Giant interfacial polarization in TiO2 particles modified with defect dipoles

    Mori, F; Teranishi, T; Kondo, S; Kishimoto, A; Sakamoto, N

    JOURNAL OF THE AMERICAN CERAMIC SOCIETY   109 巻 ( 1 )   2025年12月

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    出版者・発行元:Journal of the American Ceramic Society  

    Multilayered ceramic capacitors (MLCCs) are demanded for miniaturized and large capacities with good reliability. To produce devices with desired properties, TiO<inf>2</inf>-based powder was co-doped with 1 % Nb and 2.5 % Mg to achieve a giant dielectric permittivity while maintaining the same particle size. A 1 % Nb-doped specimen heat-treated at 1000°C for 4 h in a reducing atmosphere with log pO<inf>2</inf> = −17.7 and without Mg doping exhibited typical insulating behavior with low interfacial polarization. Mg doping remarkably increased the dielectric constant of the resulting material to approximately 10<sup>4</sup>; however, it also increased its dielectric loss. The observed variations in the dielectric characteristics of the co-doped TiO<inf>2</inf> powder with the Mg doping amount were attributed to changes in the density and mobility of electrons accompanying the changes in the Mg loading concentration within a single particle. The obtained material can potentially serve as the core material of a core–shell structure for MLCCs.

    DOI: 10.1111/jace.70447

    Web of Science

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  3. Temporary reinforcement of proton-conductive ceramics by introducing a graded carrier 査読有り

    Takaya Ueno, Wakuya Miyamoto, Shinya Kondo, Takashi Teranishi, Akira Kishimoto

    Materials Science and Engineering: B   321 巻   頁: 118499 - 118499   2025年11月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.mseb.2025.118499

  4. Scandium-doped aluminum nitride thin films by scanning combinatorial pulsed laser deposition Open Access

    Mitaka, T; Yuan, XY; Kondo, S; Yamada, T

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   64 巻 ( 10 )   2025年10月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Japanese Journal of Applied Physics Part 1 Regular Papers and Short Notes and Review Papers  

    By optimizing the deposition conditions and employing an AlN seed layer, Sc-doped AlN thin films with Sc concentrations of up to 26% were successfully fabricated on Pt/Al<inf>2</inf>O<inf>3</inf>(0001) using combinatorial pulsed laser deposition (PLD). It was found that the critical parameters for obtaining highly crystalline AlN films are moderate growth temperatures and an appropriate background N<inf>2</inf> partial pressure. However, it was difficult to achieve crystal growth of Sc-doped AlN on Pt/Al<inf>2</inf>O<inf>3</inf>(0001) by optimizing the growth conditions alone. It was found that the insertion of an approximately 5 nm thick AlN seed layer effectively promoted the crystallization of Sc-doped AlN films. The resulting PLD-grown Sc-doped AlN films exhibited high crystallinity and lattice parameters comparable to those of the reported films deposited by sputtering.

    DOI: 10.35848/1347-4065/ae0485

    Open Access

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  5. Effect of Sc content on the polarity of AlScN thin films deposited on indium tin oxide by radio frequency-magnetron sputtering 査読有り Open Access

    Liu, XK; Abe, K; Yuan, XY; Okamoto, K; Funakubo, H; Kondo, S; Yamada, T

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   64 巻 ( 8 )   2025年8月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Japanese Journal of Applied Physics Part 1 Regular Papers and Short Notes and Review Papers  

    The polarity of aluminum scandium nitride (Al<inf>1−x</inf>Sc<inf>x</inf>N) thin films with different Sc contents deposited on transparent indium tin oxide (ITO) electrode-covered yttria-stabilized zirconia (YSZ) (111) substrates using radio frequency-magnetron sputtering was investigated. The Al<inf>1−x</inf>Sc<inf>x</inf>N (x = 0), i.e. pure AlN, film on ITO/YSZ(111) exhibited Al polar. By comparing with the polarity of AlN films deposited on different substrates, including Al<inf>2</inf>O<inf>3</inf>(0001), Pt/YSZ(111), YSZ(111), Pt(111)/TiO<inf>y</inf>/SiO<inf>2</inf>/Si(100) and Si(100), it was found that the polarity is affected by the degree of epitaxy. In addition, for the Al<inf>1−x</inf>Sc<inf>x</inf>N films on ITO/YSZ(111), the transition from Al polar to N polar occurred with increasing Sc content, x, whereas the degree of epitaxy almost unchanged. These findings offer important insights into the mechanisms governing the self-poling in Al<inf>1−x</inf>Sc<inf>x</inf>N thin films and pave the way for their use in electro-optic devices.

    DOI: 10.35848/1347-4065/adf7b2

    Open Access

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    その他リンク: https://iopscience.iop.org/article/10.35848/1347-4065/adf7b2/pdf

  6. Composition dependence of electro-optic effect in (111)/(111)-oriented epitaxial rhombohedral Pb(Zr<sub><i>x</i></sub>Ti<sub>1-<i>x</i></sub>)O<sub>3</sub> thin films prepared by chemical solution deposition 査読有り Open Access

    Kondo, S; Utsunomiya, T; Okamoto, K; Nakahata, M; Ikeda, O; Nakatani, T; Kumara, R; Koganezawa, T; Funakubo, H; Sakata, O; Teranishi, T; Kishimoto, A; Yamada, T

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   64 巻 ( 8 ) 頁: 08SP08 - 08SP08   2025年8月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Japanese Journal of Applied Physics Part 1 Regular Papers and Short Notes and Review Papers  

    Epitaxial rhombohedral Pb(Zr<inf>x</inf>Ti<inf>1−x</inf>)O<inf>3</inf> (PZT) thin films with different compositions (x = 0.7-0.55) were fabricated on SrRuO<inf>3</inf>/SrTiO<inf>3</inf>(111) substrates by chemical solution deposition. The domain volume fraction and lattice constants of the thin films varied systematically with the PZT composition. All films exhibited strong ferroelectricity, with remnant polarization values comparable to theoretically estimated values. The effective electro-optic (EO) coefficient (r<inf>c</inf>) was not constant with respect to the applied field but varied with the magnitude of AC field due to dynamic domain motion, reaching its maximum value at a certain electric field. The rate of change in r<inf>c</inf> due to the reversible ferroelastic domain motion, as well as the electric field at which r<inf>c</inf> peaked, were dependent on the PZT composition. These results indicate that precise control of domain structure and composition is essential to enhance the EO response of thin films.

    DOI: 10.35848/1347-4065/adf4f0

    Open Access

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    その他リンク: https://iopscience.iop.org/article/10.35848/1347-4065/adf4f0/pdf

  7. Thickness dependence of the electro-optic properties in epitaxial Hf<sub>0.5</sub>Zr<sub>0.5</sub>O<sub>2</sub> thin films: Evident response down to 3 nm 査読有り

    Dastgir, A; Yuan, XY; Shen, YF; Kan, D; Shimakawa, Y; Sawaki, H; Kondo, S; Yamada, T

    APPLIED PHYSICS LETTERS   126 巻 ( 24 )   2025年6月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Applied Physics Letters  

    We investigated the dependence of the electro-optic (EO) properties of (111)-epitaxial Hf<inf>0.5</inf>Zr<inf>0.5</inf>O<inf>2</inf> (HZO) thin films on their thickness in the range of 3-30 nm. HZO films were deposited on (La, Sr)MnO<inf>3</inf>-bufferred SrTiO<inf>3</inf>(001) substrates using pulsed laser deposition. Both the ferroelectric orthorhombic and paraelectric monoclinic phases were found to coexist in the 30 nm thick film, and the fraction of the former phase increased with the decrease in thickness down to 5 nm. Although the effective EO coefficient, r<inf>eff</inf>, remained almost unchanged down to 10 nm and decreased with a further decrease in thickness, the evident EO response was observed down to 3 nm, which agrees with the fact that HZO films can maintain ferroelectric properties down to a few monolayers in thickness. The small r<inf>eff</inf> in the HZO films with thickness below 5 nm was attributed to the stabilization of the ferroelectric rhombohedral-like phase.

    DOI: 10.1063/5.0267559

    Web of Science

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  8. Permittivity and remanent polarization contributions to the electrocaloric effect in (Ba, Sr)TiO3 under unipolar field 査読有り

    Yukiya Tanaka, Ryo Iguchi, Takashi Teranishi, Shinya Kondo, Akira Kishimoto

    Applied Physics Letters   126 巻 ( 13 ) 頁: 132902-1 - 132902-6   2025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:AIP Publishing  

    The electrocaloric effect (ECE)-induced temperature change (ΔT) in (Ba, Sr)TiO3-based ferroelectrics under unipolar electric fields was analyzed from the separate contributions of the dielectric constant (ε) and remanent polarization (Pr) based on the Maxwell relation. Consideration of the contributions of both ε and Pr is particularly important in a unipolar electric field operation, such as on/off field switching used in device applications. Direct ΔT measurements were also performed based on the lock-in thermography technique to verify the accuracy of the ΔT intensity estimated by the indirect method. The indirect and direct ΔT values were largely consistent. The ΔT intensity near the peak temperature of ΔT was dominated by the Pr contribution; a large ∂Pr/∂T was necessary to increase the overall ΔT magnitude. In contrast, a large ∂ε/∂T was essential to expand the operating temperature range of ΔT at temperatures higher than the dielectric maximum temperature. Quantitative understanding of the contributions of both ε and Pr to ΔT in unipolar electric fields is expected to guide the search for materials with a superior ECE.

    DOI: 10.1063/5.0259805

  9. Fabrication of Mullite Based Porous Ceramics with Favorable Creep Resistance Utilizing Superplastically Foaming Method 査読有り Open Access

    Ryotaro Yokota, Sakiho Arizuka, Wakuya Miyamoto, Shinya Kondo, Takashi Teranishi, Akira Kishimoto

    Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy   72 巻 ( Supplement ) 頁: S761 - S766   2025年3月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Japan Society of Powder and Powder Metallurgy  

    DOI: 10.2497/jjspm.15f-t14-02

    Open Access

  10. Dynamic domain motion enhancing electro-optic performance in ferroelectric films 査読有り

    Kondo, S; Okamoto, K; Sakata, O; Teranishi, T; Kishimoto, A; Nagasaki, T; Yamada, T

    APPLIED PHYSICS LETTERS   126 巻 ( 1 ) 頁: 012901-1 - 012901-7   2025年1月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Applied Physics Letters  

    With the rapid advancement of information technology, there is a pressing need to develop ultracompact and energy-efficient thin-film-based electro-optic (EO) devices. A high EO coefficient in ferroelectric materials is crucial. However, substrate clamping can positively or negatively influence various physical properties, including the EO response of these films, thus complicating the development of next-generation thin-film-based devices. This study demonstrates that reversible dynamic domain motion, achieved through substrate clamping, significantly enhances the EO coefficient in epitaxial ferroelectric rhombohedral Pb(Zr, Ti)O<inf>3</inf> thin films, where the (111) and ( 11 1 ¯ ) domains coexist with distinct optical axes. In principle, this approach can be applied to different film-substrate systems, thereby contributing to the advancement of sophisticated EO devices based on ferroelectrics.

    DOI: 10.1063/5.0244707

    Web of Science

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共同研究・競争的資金等の研究課題 8

  1. 光メモリスタへの応用に向けた局所熱刺激を用いた強誘電体ドメイン構造制御

    研究課題番号:25K17827  2025年4月 - 2027年3月

    科学研究費助成事業  若手研究

    近藤 真矢

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4810000円 ( 直接経費:3700000円 、 間接経費:1110000円 )

    情報通信分野における消費電力を抜本的に削減することが重要な課題となっており、生体の脳や神経機能を模倣した光メモリスタの開発が期待されている。そこで、メモリの書き込みと読み出しを光学的に制御し、外部刺激に対して多種多様な出力特性や高度な機能を持つ光メモリスタの実現が期待されている。本研究では、外部からの光刺激で、強誘電体のドメイン構造を選択的に制御し、多端子型光メモリスタの動作の実現を目指す。

  2. 非平衡電磁波焼結による酸化物全固体電池の精密界面制御

    研究課題番号:24K01162  2024年4月 - 2027年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    寺西 貴志, 近藤 真矢, 岸本 昭

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    担当区分:研究分担者 

    配分額:18460000円 ( 直接経費:14200000円 、 間接経費:4260000円 )

    本研究は,電磁波焼結の2つの特異的効果,(i)物質拡散制御と(ii)選択加熱効果を利用することで固体界面を精密制御し,電解質の高密度化と高活性な界面電荷輸送を両立させることを目的とする.まず,電磁波照射下のイオン拡散推進力を決定するイオン因子(z2/m)と,拡散係数の相関を明らかにする[効果(i)].高抵抗相の生成を抑制しつつ,界面の高密度化を達成できる電池材料系を探索する.続いて,固体電解質に欠陥双極子やLi-O液相を導入し,電解質を優先焼結させる[効果(ii)].効果(i), (ii)を併用することで,最終的に硫化物電池に肉薄する性能を実現する.

  3. メカノケミカル合成と電場刺激によるサイズ効果フリーコアシェル誘電材料の創製

    2024年3月 - 2025年3月

    (公財)大倉和親記念財団 2023年度研究助成 

    近藤 真矢

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    担当区分:研究代表者 

  4. 環境調和型強誘電体薄膜と電極を用いた自律型マルチ・エナジーハーベスターの開発

    2023年4月 - 2025年3月

    (公財)中国電力技術研究財団 2022年度試験研究-(A)助成 

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    担当区分:研究代表者 

  5. アモルファス・ナノ結晶コンポジット材料の誘電特性と焼結フリーな合成手法の開拓

    2023年4月 - 2025年3月

    第38回 マツダ研究助成 

    近藤真矢

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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:1000000円 ( 直接経費:1000000円 )

  6. 単光子変調の実現に向けたマルチスケール分極ドメインダイナミクスの検証

    研究課題番号:23K13545  2023年4月 - 2025年3月

    科学研究費助成事業 若手研究  若手研究

    近藤 真矢

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4680000円 ( 直接経費:3600000円 、 間接経費:1080000円 )

  7. ミリ波照射を援用した迅速起動・高効率高温電気化学デバイスの構築

    研究課題番号:21H01623  2021年4月 - 2025年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    岸本 昭, 須田 聖一, 寺西 貴志, 近藤 真矢

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    担当区分:研究分担者  資金種別:競争的資金

    配分額:17160000円 ( 直接経費:13200000円 、 間接経費:3960000円 )

  8. ミリ波照射を援用した迅速起動・高効率高温電気化学デバイスの構築

    研究課題番号:23K21039  2021年4月 - 2025年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    岸本 昭, 須田 聖一, 寺西 貴志, 近藤 真矢

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    配分額:17160000円 ( 直接経費:13200000円 、 間接経費:3960000円 )

    蛍石蛍石型およびペロブスカイト型酸化物セラミックスのイオン伝導度を、ミリ波照射加熱時と通常の電気炉加熱時で比較したところ、同じ温度でも前者の導電率が高いことを見出した。このイオン伝導促進により、これまでの作動温度で運転した場合、オーム損失の少ない固体電解質からなるデバイスを構成できる可能性が示された。また、電解質部の導電率を保ったまま作動温度を低下させることも可能であり、電解質のみの選択加熱効果を考慮すれば、電解質以外の構成部品を更に低温に保つことができる。
    本研究は、高温で動作する電気化学デバイスの加熱方式をミリ波照射に変更することにより、選択加熱効果および導電率向上による加熱エネルギーおよびオーム損失の低減を図り、エネルギー効率向上の可能性を探ることを目的としている。高温電気化学デバイスとしてまず、ミリ波照射下で動作する高温酸化物形燃料電池(SOFC)を作製した。電解質にはこれまでに最適化されたジルコニア系酸化物イオン伝導体を用い、アノード(水素極)にはNi-YSZ系サーメット、カソードとしてはLa0.8Sr0.2MnO3(LSM)をそれぞれ用いる。昇温したときの電流-電圧特性から燃料電池の発電効率を評価した。このときの昇温を通常の電気炉およびミリ波照射加熱で行い、発電効率を比較した。
    発電効率の向上が認められる系について電気化学評価を行った。具体的には電気化学的インピーダンス(EIS)測定を行い、全抵抗から界面抵抗(アノード、カソード)を分離したミリ波加熱方式のSOFCのトータルの性能として、選択加熱による効率の向上やミリ波の発振効率も含めトータルのエネルギー効率を評価した。
    SOFCセルの水素極側に水蒸気を導き、電気分解により水素を製造した。この時の通電量と水素製造量の関係を通常電気炉とミリ波昇温で比較し、水素製造効率の評価を行った。

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