연구소개

도키와 연구실에서는 물질의 전자나 이온의 기능을 활용할 수 있는 기능성 소재로서 '초전도 재료', '리튬이차전지 재료', '방사선 계측용 반도체 재료'를 중심으로 물질 개발 및 평가를 하고 있습니다.

연구소개① 초전도 재료 (Superconductor)

초전도체는 임계온도 이하의 온도에서 전기저항이 없어지는 등의 특징을 가지고 있습니다. 본 연구실에서는 특히 구리 산화물 초전도체(HTCS)에 주목하고 있습니다. HTCS는 초전도를 나타내는 CuO₂ 면을 공통적으로 가지고 있는 물질의 일종입니다. 발견 이후 약 35년이 지났지만, 그 높은 임계온도에 대한 관심과 함께, 초전도 발현 메커니즘의 해명은 여전히 물리학의 중요한 과제 중 하나로 남아있습니다. 우리는 구리 산화물 초전도체 중에서도 단위격자에 3개 이상의 CuO₂ 면을 가진 다층형 초전도체에 주목하고 있습니다. 지금까지의 연구를 통해, 다층형 초전도체 내부에 있는 CuO₂ 면은 이상적으로 깨끗한 상태로, 지금까지 보기 어려웠던 HTCS의 전자상태의 본질적인 모습을 보여주는 것으로 밝혀졌습니다.

연구소개② 　리튬이온 전지 재료 (Lithium Ion Battery)

리튬이차전지는 충전하여 반복적으로 사용할 수 있는 배터리로, 에너지 밀도가 높아 모바일 기기에서 대형 기기로 용도가 확대되고 있습니다. 특히, 환경문제에 대응하기 위해 급속적으로 보급되고 있는 전기자동차에 탑재되는 전지의 성능을 향상시키는 것이 큰 과제로 떠오르고 있습니다. 전지성능을 결정하는 중요한 요소 중 하나가 양극 재료입니다. 본 연구실에서는 고온고압 기술을 이용하여 고용량, 고에너지 밀도 및 안전성이 높은 신규 물질을 탐색하고 있습니다. 지금까지 CaFe₂O₄형 LiMn₂O₄와 Marinite형 Li₃M(PO₄)₂ (M = V, Cr, Fe) 등의 제작에 성공하였으며, CaFe₂O₄형 LiMn₂O₄와 Li₃M(PO₄)₂는 양극 재료로서 우수한 전기화학적 특성을 나타내는 것으로 밝혀졌습니다.

연구소개③ 　방사선 계측용 반도체 재료 (Semiconductor for Radiation Detector)

감마선이나 X선은 천체물리학, 의료, 비파괴검사 등 다양한 분야에서 이용되고 있습니다. 방사선량을 정확하게 측정하기 위해서는 신뢰성이 높은 반도체 재료의 개발이 요구되고 있습니다. 본 연구실에서는 TlBr에 주목하여 단결정 시료의 합성을 진행하고 있습니다. TlBr은 원자번호가 큰 원소(Tl : 81번, Br : 35번)로 구성되어 있어 방사선을 포획하는 능력이 높고, 밴드갭이 2.68eV로 상온에서 동작하는 재료로 기대되고 있습니다. 우리는 발액화 기술 및 조성의 최적화를 통해 우수한 결정의 제작을 목표로 하고 있습니다.

연락처

125-8585 도쿄도 가쓰시카구 니주쿠 6-3-1 (東京都葛飾區新宿6-3-1)
연구동 10층 토키와 연구실

■JR조반선 각역정차(도쿄메트로 치요다선 직통) '가나마치(金町)'역 / 게이세이 가나마치선 '게이세이 가나마치(京成金町)'역 하차, 도보 8분