研究概要

ゾル–ゲル法によるバルク光機能性シリカガラスの開発

物理的、化学的に安定なシリカガラスをホストとして利用し、耐久性に優れ、紫外波長領域でも使用できる機能性光学材料の開発を行っています。溶液を原料とするゾル–ゲル法はこの目的に適した合成法ですが、ゲルの乾燥時に亀裂が入りやすく、得られたガラスにも非輻射失活を促すSiOH基が残留しやすいことから、塊状の乾燥ゲルやガラスを得ることや、発光の高効率化は困難であるとされていました。現在、この固定観念を破るべく研究を行っており、着実な成果が得られつつあります。

  • 梶原浩一, 光学 46, 60 (2017) [ url ]
  • 梶原浩一, NEW GLASS 31(1), 7 (2016) Open Access [ url | pdf ]
  • K. Kajihara, J. Asian Ceram. Soc. 1, 121 (2013) Open Access [ DOI | url ]
  • M. Suda, R. Nakagawa, K. Kanamura, K. Kajihara, Dalton Trans. 47, 12085 (2018) [ DOI ]
  • S. Yamaguchi, K. Moriyama, K. Kajihara, K. Kanamura, J. Mater. Chem. C 3, 9894 (2015) [ DOI ]
  • K. Kajihara, S. Yamaguchi, K. Kaneko, K. Kanamura, RSC Adv. 4, 26692 (2014) [ DOI | url ]
  • F. Funabiki, K. Kajihara, K. Kaneko, K. Kanamura, H. Hosono, J. Phys. Chem. B 118, 8792 (2014) [ DOI ]
  • K. Suzuki, K. Kajihara, K. Kanamura, Bull. Chem. Soc. Jpn. 87, 765 (2014) Open Access [ DOI | pdf ]
  • K. Kajihara, S. Kuwatani, R. Maehana, K. Kanamura, Bull. Chem. Soc. Jpn. 82, 1470 (2009) Open Access [ DOI | pdf ]
  • K. Kajihara, M. Hirano, H. Hosono, Chem. Commun. 2009, 2580 (2009) [ DOI | url ]

無共溶媒法によるポリシルセスキオキサン液体と有機–無機ハイブリッドの開発

従来多用されていた有機溶媒等を使用せず、必須原料(水、ケイ素源、酸触媒)のみからポリシルセスキオキサン(RSiO3/2高分子)液体を合成する手法を開発しました。得られた液体は、反応性のSiOH基を多量に含み親水的であるにもかかわらず、重合しにくく粘度が長期間安定であるなどのユニークな性質を示し、有機-無機ハイブリッド材料の前駆体として有用であると期待されます。

  • K. Kajihara, R. Seto, K. Kanamura, Y. Onodera, S. Kohara, Phys. Status Solidi A 1800475 (2018) [ DOI ]
  • Y. Fukuda, K. Kajihara, S. Kakinoki, J.-H. Jang, H. Yoshida, K. Kanamura, Dalton Trans. 45, 15532 (2016) [ DOI ]
  • A. Sakuragi, Y. Igarashi, K. Kajihara, K. Kanamura, Dalton Trans. 45, 3151 (2016) [ DOI ]
  • Y. Igarashi, K. Kajihara, K. Kanamura, Bull. Chem. Soc. Jpn. 86, 880 (2013) [ DOI ]
  • K. Kajihara, A. Sakuragi, Y. Igarashi, K. Kanamura, RSC Adv. 2, 8946 (2012) [ DOI | url ]

イオン・電子伝導性固体材料の開発

イオン伝導性固体や電子伝導性固体は二次電池やセンサー、ディスプレイなどの開発に欠かせない材料です。リチウム・マグネシウムイオン伝導性材料などの合成と評価を行っています。また、紫外透明伝導性固体InOFの常圧合成法を開発し、電子物性を解明しました。

  • K. Kajihara, N. Tezuka, M. Shoji, J. Wakasugi, H. Munakata, K. Kanamura, Bull. Chem. Soc. Jpn. 90, 1279 (2017) Open Access [ DOI | pdf ]
  • K. Kajihara, H. Nagano, T. Tsujita, H. Munakata, K. Kanamura, J. Electrochem. Soc. 164, A2183 (2017) [ DOI | url ]
  • N. Tezuka, Y. Okawa, K. Kajihara, K. Kanamura,J. Ceram. Soc. Jpn. 125, 348 (2017) Open Access [ DOI | url | pdf ]
  • T. Mori, K. Kajihara, K. Kanamura, Y. Toda, H. Hiramatsu, H. Hosono, J. Am. Chem. Soc. 135, 13080 (2013) [ DOI ]

シリカガラスおよびα-石英の点欠陥の解析と光学特性の向上

シリカガラス(アモルファスSiO2)は実用ガラス中で最も広い赤外域から深紫外域(波長300nm以下)にわたる透明領域、優れた照射耐性と化学的耐久性、高い機械的強度などの優れた性質を示しますが、その光学特性はppmレベルの欠陥やSi–O網目中に取り込まれた格子間分子の影響を大きく受けます。また、近年日本で開発された、合成シリカガラスを原料として合成された高純度合成α-石英は、不純物濃度が極めて低く、シリカの真性欠陥過程の解析に最適です。これらの知見は深紫外・高強度レーザー用光学材料や耐放射線用光学材料の開発に有用です。

  • K. Kajihara, L. Skuja, H. Hosono, in Radiation Synthesis of Materials and Compounds, edited by B.  I. Kharisov, O. V. Kharissova, U. O. Mendez (CRC Press, New York, 2013), pp. 101-112. [ url ]
  • 梶原浩一, NEW GLASS 33(2), 27 (2018) [ url ]; 33(3), 33 (2018) [ url ]
  • 梶原浩一, NEW GLASS 25(4), 12 (2010) Open Access [ url | pdf ]
  • K. Kajihara, M. Hirano, L. Skuja, H. Hosono, Proc. SPIE 8077, 80770R (2011) [ DOI ]
  • K. Kajihara, T. Miura, H. Kamioka, A. Aiba, M. Uramoto, Y. Morimoto, M. Hirano, L. Skuja, H. Hosono, J. Non-Cryst. Solids 354, 224 (2008) [ DOI ]
  • K. Kajihara, J. Ceram. Soc. Jpn. 115, 85 (2007) Open Access [ DOI | url | pdf ]
  • L. Skuja, M. Hirano, H. Hosono, K. Kajihara, Phys. Status Solidi C 2, 15 (2005) [ DOI ]
  • L. Skuja, H. Hosono, M. Hirano, K. Kajihara, Proc. SPIE 5122, 1 (2003) [ DOI ]
  • L. Skuja, K. Kajihara, K. Smits, A. Silins, H. Hosono, J. Phys. Chem. C 121, 5261 (2017) [ DOI ]
  • K. Kajihara, L. Skuja, H. Hosono, J. Phys. Chem. C 118, 4282 (2014) [ DOI ]
  • K. Kajihara, L. Skuja, H. Hosono, J. Appl. Phys. 113, 143511 (2013) [ DOI | url ]
  • K. Kajihara, T. Miura, H. Kamioka, M. Hirano, L. Skuja, H. Hosono, Phys. Rev. Lett. 102, 175502 (2009) [ DOI | url | Repository ]
  • K. Kajihara, M. Hirano, L. Skuja, H. Hosono, Phys. Rev. B 78, 094201 (2008) [ DOI | url ]
  • K. Kajihara, M. Hirano, Y. Takimoto, L. Skuja, H. Hosono, Appl. Phys. Lett. 91, 071904 (2007) [ DOI ]
  • K. Kajihara, L. Skuja, M. Hirano, H. Hosono, Phys. Rev. B 74, 094202 (2006) [ DOI | url ]
  • K. Kajihara, M. Hirano, L. Skuja, H. Hosono, J. Appl. Phys. 98, 043515 (2005) [ DOI ]
  • K. Kajihara, T. Miura, H. Kamioka, M. Hirano, L. Skuja, H. Hosono, J. Ceram. Soc. Jpn. 112, 559 (2004) Open Access [ DOI | url  pdf ]

水熱合成法によるシリカゼオライトの合成と評価

一般的なゼオライトに比べて高温まで安定で、化学的耐久性も高いシリカゼオライトの水熱合成と評価を行っています。

  • K. kajihara, R. Takahashi, H. Kato, K. Kanamura, J. Ceram. Soc. Jpn. 126, 221 (2018) Open Access [ DOI | url | pdf ]