Details of the Researcher

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Shun Kondo
Section
Advanced Institute for Materials Research
Job title
Senior Assistant Professor
Degree

  • Ph.D. in Engineering (The University of Tokyo)

Research History 6

  • 2025/08 - Present
    Tohoku University　Advanced Institute for Materials Research　Senior Assistant Professor

  • 2021/12 - 2025/07
    The University of Tokyo　School of Engineering Institute of Engineering Innovation　Assistant Professor

  • 2019/06 - 2021/11
    Chalmers University of Technology　Department of Physics

  • 2018/04 - 2019/05
    Kyoto University

  • 2016/04 - 2018/03
    Kyoto University

  • 2013/04 - 2016/03
    Japan Society for the Promotion of Science

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Education 3

  • The University of Tokyo　The Graduate School of Engineering　Department of Materials Engineering

    2013/04 - 2016/03

  • The University of Tokyo　The Graduate School of Engineering　Department of Materials Engineering

    2011/04 - 2013/03

  • The University of Tokyo　The Faculty of Engineering　Department of Materials Engineering

    2007/04 - 2011/03

Research Interests 5

  • Grain Boundary

  • Dislocation

  • Deformation and Fracture

  • Lattice Defects

  • In Situ Transmission Electron Microscopy

Research Areas 3

  • Nanotechnology/Materials / Inorganic materials /

  • Nanotechnology/Materials / Structural and functional materials /

  • Nanotechnology/Materials / Metallic materials /

Awards 10

  1. Outstanding Paper

    2026/03　Relaxation mechanism of interfacial lattice misfit between PZT and SRO in a thin-film actuator

  2. 金属組織写真賞奨励賞

    2026/03　日本金属学会

  3. Poster Award

    2025/08　International Workshop on Advanced and In-situ Microscopies of Functional Nanomaterials and Devices 2025

  4. 44th Ceramographic Award

    2019/11　The Ceramic Society of Japan

  5. Best Presentation Award

    2019/06　70th Annual Meeting of the Nordic Microscopic Society (SCANDEM 2019)

  6. 41st Ceramographic Award

    2016/05　The Ceramic Society of Japan

  7. 最優秀発表賞

    2015/07　第15回結晶界面工学研究会

  8. 優秀発表賞

    2014/09　第14回結晶界面工学研究会

  9. 平成26年度増本賞銀賞

    2014/07　新学術領域「ナノ構造情報」

  10. Best Poster Award

    2013/07　International Symposium on Strength of Fine Grained Materials

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Papers 16

  1. Atomic-scale observations of dislocation junction formation and decomposition processes in gold

    Mingen Sou, Shun Kondo, Takaaki Sato, Eita Tochigi, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara

    Scripta Materialia　258　116505-116505　2025/03

    Publisher: Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.scriptamat.2024.116505 　

    ISSN： 1359-6462

  2. An elastic metal-organic crystal with a densely catenated backbone

    Wenjing Meng, Shun Kondo, Takuji Ito, Kazuki Komatsu, Jenny Pirillo, Yuh Hijikata, Yuichi Ikuhara, Takuzo Aida, Hiroshi Sato

    NATURE　598　(7880)　298-+　2021/10

    DOI： 10.1038/s41586-021-03880-x 　

    ISSN： 0028-0836

    eISSN： 1476-4687

  3. Direct observation of atomic-scale fracture path within ceramic grain boundary core

    Shun Kondo, Akihito Ishihara, Eita Tochigi, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara

    NATURE COMMUNICATIONS　10　2019/05

    DOI： 10.1038/s41467-019-10183-3 　

    ISSN： 2041-1723

  4. Direct observation of individual dislocation interaction processes with grain boundaries

    Shun Kondo, Tasuku Mitsuma, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara

    SCIENCE ADVANCES　2　(11)　2016/11

    DOI： 10.1126/sciadv.1501926 　

    ISSN： 2375-2548

  5. Atomic‐Scale Insights into Yttrium‐Induced Grain Boundary Structure Modification in Al 2 O 3

    Jingyuan Yan, Tatsuya Yokoi, Yuuki Nakano, Shun Kondo, Bin Feng, Naoya Shibata, Katsuyuki Matsunaga, Yuichi Ikuhara

    Advanced Science　13　(17)　2025/12/22

    Publisher: Wiley

    DOI： 10.1002/advs.202515350 　

    ISSN： 2198-3844

    eISSN： 2198-3844

    More details Close

    Abstract Impurity segregation at grain boundaries (GBs) often induces structural transformations at the atomic level and significantly influences materials’ properties, underscoring the importance of understanding the underlying mechanisms of GB segregation at the atomic scale. Here, the atomic structure of a Y‐segregated ∑13(104)/[20] GB is thoroughly studied in α‐Al 2 O 3 via scanning transmission electron microscopy and Monte Carlo and molecular dynamics simulations based on a neural network potential. It is found that the Y segregation at the GB involves not only the simple substitution of Y for Al atoms but also a structural adaptation with a change in GB atomic density. Such a change alters the local bonding environment at the GB so that the absolute excess volume is minimized for the lowest‐energy structure. This study offers a new insight into the atomic‐scale mechanism of GB structural transformation.

  6. Structural origin of long-range proximity effect in highly disordered fractal MgO/MgB2 nanocomposites: Roles of interface, geometry, and defect

    Iku Nakaaki, Aoi Hashimoto, Shun Kondo, Yuichi Ikuhara, Shuuichi Ooi, Minoru Tachiki, Shunichi Arisawa, Akiko Nakamura, Taku Moronaga, Jun Chen, Hiroyo Segawa, Takahiro Sakurai, Hitoshi Ohta, Takashi Uchino

    Journal of Applied Physics　138　(16)　2025/10/22

    Publisher: AIP Publishing

    DOI： 10.1063/5.0293448 　

    ISSN： 0021-8979

    eISSN： 1089-7550

    More details Close

    The emergence of global phase coherence due to the proximity effect in heterogeneous and disordered superconductor systems has been an issue of long-standing interest. Recently, we have reported that a highly disordered fractal MgO/MgB2 nanocomposite exhibits bulk-like superconducting properties with isotropic pinning, showing an excellent phase-coherent capability irrespective of the low volume fraction (∼30 vol. %) of MgB2 [Uchino et al., Phys. Rev. B 101, 035146 (2020); Teramachi et al., Phys. Rev. B 108, 155146 (2023)]. In this work, we show from 3D focused ion beam scanning electron microscopy data that in the nanocomposite, a complex MgO/MgB2 microstructure spreads isotropically throughout the sample with a constant fractal dimension of ∼1.67. Atomic-resolution scanning transmission electron microscopy has revealed that the interfaces are atomically clean and free from amorphous grain boundaries. Detailed ac susceptibility measurements have demonstrated a smooth crossover from an intragranular to an intergranular superconducting regime. Also, spatially resolved cathodoluminescence measurements have demonstrated that oxygen vacancies in the MgO-rich phase tend to aggregate near the MgO/MgB2 boundary regions, forming long channels of oxygen vacancies through the nanocomposite. These channels of oxygen vacancies are likely to be responsible for the long-range carrier transfer and the related proximity effect via the coherent tunneling of charge carriers among the oxygen vacancy sites. Our results imply that the fractal-like MgO/MgB2 microstructure with atomically clean interfaces will induce the phase-coherent transport of charge carriers in the MgO-rich regions, leading to the observed long-range proximity effect and the resulting bulk-like superconductivity in this highly disordered system.

  7. Relaxation mechanism of interfacial lattice misfit between PZT and SRO in a thin-film actuator

    Shinsuke Hashimoto, Shun Kondo, Takehito Seki, Yuichi Ikuhara, Naoya Shibata

    Journal of the Ceramic Society of Japan　133　(4)　105-111　2025/04/01

    Publisher: Ceramic Society of Japan

    DOI： 10.2109/jcersj2.24111 　

    ISSN： 1882-0743

    eISSN： 1348-6535

  8. Direct observations of jog formation and drag caused by screw-screw dislocation interaction

    Shun Kondo, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara

    Scripta Materialia　258　116513-116513　2025/03

    Publisher: Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.scriptamat.2024.116513 　

    ISSN： 1359-6462

  9. Fabrication of 3YSZ with single tetragonal phase by ultrafast high-temperature sintering

    Ryuhei Murakami, Bin Feng, Koji Matsui, Shun Kondo, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara

    Ceramics International　50　(19)　37308-37313　2024/10

    Publisher: Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.ceramint.2024.04.118 　

    ISSN： 0272-8842

  10. Atomistic Investigation of Grain Boundary Fracture in Alumina

    Jingyuan Yan, Shun Kondo, Bin Feng, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara

    Nano Letters　24　(10)　3112-3117　2024/02/28

    Publisher: American Chemical Society (ACS)

    DOI： 10.1021/acs.nanolett.3c04875 　

    ISSN： 1530-6984

    eISSN： 1530-6992

  11. Synthesis of highly monodisperse Pd nanoparticles using a binary surfactant combination and sodium oleate as a reductant

    Anna Pekkari, Xin Wen, Jessica Orrego-Hernandez, Robson Rosa da Silva, Shun Kondo, Eva Olsson, Hanna Harelind, Kasper Moth-Poulsen

    NANOSCALE ADVANCES　3　(9)　2481-2487　2021/05

    DOI： 10.1039/d1na00052g 　

    ISSN： 2516-0230

  12. The core structure of 60 degrees mixed basal dislocation in alumina (alpha-Al2O3) introduced by in situ TEM nanoindentation

    Bin Miao, Shun Kondo, Eita Tochigi, Jiake Wei, Bin Feng, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara

    SCRIPTA MATERIALIA　163　157-162　2019/04

    DOI： 10.1016/j.scriptamat.2019.01.011 　

    ISSN： 1359-6462

  13. Investigations of deformation twinning in sapphire by in situ TEM indentation and atomic-resolution STEM

    Eita Tochigi, Miao Bin, Shun Kondo, Atsutomo Nakamura, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara

    Microscopy　67　(suppl_2)　i22-i22　2018/11/01

    Publisher: Oxford University Press (OUP)

    DOI： 10.1093/jmicro/dfy069 　

    ISSN： 2050-5698

    eISSN： 2050-5701

  14. Fracture behavior of the Sigma 13 grain boundary of alpha-alumina

    Eita Tochigi, Akihito Ishihara, Shun Kondo, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara

    2017 5TH INTERNATIONAL WORKSHOP ON LOW TEMPERATURE BONDING FOR 3D INTEGRATION (LTB-3D)　63-63　2017

  15. Observations of crack propagation along a Zr-doped alumina grain boundary

    A. Ishihara, S. Kondo, E. Tochigi, N. Shibata, Y. Ikuhara

    Microscopy　63　(suppl 1)　i20.2-i21　2014/11

    Publisher: Oxford University Press (OUP)

    DOI： 10.1093/jmicro/dfu064 　

    ISSN： 2050-5698

    eISSN： 2050-5701

  16. Dynamic observations of dislocation behavior in SrTiO3 by in situ nanoindentation in a transmission electron microscope

    Shun Kondo, Naoya Shibata, Tasuku Mitsuma, Eita Tochigi, Yuichi Ikuhara

    APPLIED PHYSICS LETTERS　100　(18)　2012/04

    DOI： 10.1063/1.4710558 　

    ISSN： 0003-6951

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Misc. 2

  1. The Plaston Concept

    2022

    Publisher: Springer Nature Singapore

    DOI： 10.1007/978-981-16-7715-1 　

  2. Deformation and Fracture Analysis by In Situ and Atomic-resolution Transmission Electron Microscopy

    Eita Tochigi, Bin Miao, Shun Kondo, Takaaki Sato, Naoya Shibata, Hiroyuki Fujita, Yuichi Ikuhara

    Materia Japan　60　(1)　35-39　2021/01/01

    Publisher: Japan Institute of Metals

    DOI： 10.2320/materia.60.35 　

    ISSN： 1340-2625

Presentations 50

  1. Advanced In Situ (S)TEM for Grain Boundary Phenomena in Oxides Invited

    Shun Kondo, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara

    Material Research Society (MRS) Spering Meeting　2024/04/23

  2. In situ TEM approach to grain boundary related mechanical phenomena Invited

    Shun Kondo, Eita Tochigi, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara

    The 20th International Microscopy Congress (IMC20)　2023/09/13

  3. 転位放出の亀裂の進展速度依存性

    近藤 隼

    粒界工学手法による汎用鋼の高機能化第5回研究会　2025/09/05

  4. In situ TEM/STEM observations of martensitic transformation in ZrO2

    Shun Kondo, Bin Feng, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara

    International Workshop on Advanced and In Situ Microscopies of Functional Nanomaterials and Devices (IAMNano 2025)　2025/08/20

  5. TEM応力印加その場観察法による変形・破壊挙動の直接観察 Invited

    近藤 隼, 曹 明顕, Yan Jingyuan, 柴田 直哉, 幾原 雄一

    日本顕微鏡学会第81回学術講演会　2025/06/10

  6. Atomic Scale In-Situ STEM Observations of Sessile Dislocation Reactions

    Shun Kondo, Mingen Sou, Takaaki Sato, Eita Tochigi, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara

    The 20th International Conference on Strength of Materials (ICSMA20)　2025/06/06

  7. In situ TEM/STEM, mechanical studies Invited

    Shun Kondo

    IDEA League Doctoral School Program, Advanced Atomic Scale Characterisation　2025/05/15

  8. TEMその場観察手法を用いた粒界-転位相互作用の直接観察

    近藤 隼, 柴田 直哉, 幾原 雄一

    日本鉄鋼協会第188回秋季講演大会　2024/09/19

  9. 粒界破壊の原子スケールメカニズム

    近藤 隼

    粒界工学手法による汎用鋼の高機能化第3回研究会　2024/07/30

  10. ジルコニアにおける正方晶-単斜晶相変態の原子分解能STEMその場観察

    近藤 隼, 柴口 大武, 柴田 直哉, 幾原 雄一

    日本顕微鏡学会第80学術講演会　2024/06/05

  11. In situ TEM nanoindentation for grain boundary mechanical phenomena Invited

    Shun Kondo, Jingyuan Yan, Eita Tochigi, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara

    International Symposium on Electron Microscopy & Materials Science (ISEMS 2023), Tianjin, China (Nov. 4, 2023)　2023/11/04

  12. Direct Observations of Dislocation-Grain Boundary Interactions via In situ TEM Nanoindentation

    Shun Kondo, Eita Tochigi, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara

    International Workshop on Advanced and In-situ Microscopies of Functional Nanomaterials and Devices (IAMNano 2023)　2023/06/30

  13. Determination of atomic-scale crack propagation path in grain boundary fracture

    Shun Kondo, Eita Tochigi, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara

    The 8th International Conference on Recrystallization and Grain Growth (Rex&GG2023)　2023/05/18

  14. TEMナノインデンテーション法を用いた粒界破壊の原子スケール解析

    近藤 隼, 栃木 栄太, 柴田 直哉, 幾原 雄一

    日本顕微鏡学会第78回学術講演会　2022/05/12

  15. Characterization of Grain Boundary Related Mechanical Phenomena via TEM Nanoindentation Invited

    Shun Kondo, Eita Tochigi, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara, Eva Olsson

    The 71st Annual Meeting of the Nordic Microscopy Society (SCANDEM 2021)　2021/06/17

  16. Application of scanning TEM to atomic-scale characterization of lattice defects Invited

    Shun Kondo

    Chalmers University - UCSB Virtual Workshop　2021/04/28

  17. Direct determination of atomic crack propagation path in a dopant-segregated grain boundary using TEM nanoindentation techniques

    Shun Kondo, Eita Tochigi, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara, Eva Olsson

    Virtual Early Career European Microscopy Congress 2020 (emc2020)　2020/11/24

  18. Direct determination of atomistic crack propagation path in grain boundary fracture

    Shun Kondo, Eita Tochigi, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara

    Excellence Initiative Nano Community building activity 2019　2019/08/26

  19. Direct characterization of atomic-scale crack propagation path in grain boundary fracture

    Shun Kondo, Eita Tochigi, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara, Eva Olsson

    The 70th Annual Meeting of the Nordic Microscopic Society (SCANDEM 2019)　2019/06/12

  20. Direct observations of dynamic dislocation interaction processes with grain boundaries by in situ TEM nanoindentation

    Shun Kondo, Eita Tochigi, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara

    2nd Stockholm-Tokyo Workshop　2018/10/30

  21. Atomic Fracture Process within Dopant-Segregated Al2O3 Grain Boundary

    Shun Kondo, Eita Tochigi, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara

    International Symposium on Atomistic Processes of Crystal Plasticity (APCP18)　2018/10/25

  22. 酸化亜鉛におけるバリスタ特性

    近藤 隼

    第18回結晶界面研究会　2018/09/03

  23. Direct Characterization of Atomic-Scale Crack Propagation Path along a Dopant-Segregated Grain Boundary

    Shun Kondo, Eita Tochigi, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara

    18th International Conference on the Strength of Materials (ICSMA18)　2018/07/18

  24. アルミナ偏析粒界破壊における原子スケール亀裂伝播経路の決定

    近藤 隼, 栃木 栄太, 柴田 直哉, 幾原 雄一

    日本金属学会2018年春季(第162回)講演大会　2018/03/21

  25. 異種元素偏析粒界の破壊における亀裂進展経路の原子スケール解析

    近藤 隼, 栃木 栄太, 柴田 直哉, 幾原 雄一

    日本金属学会2017年秋季(第161回)講演大会　2017/09/07

  26. 高分解能電子顕微鏡像に対する電子線照射法の影響

    近藤 隼

    第17回結晶界面研究会　2017/09/02

  27. 「アルミナ粒界破壊における原子スケール亀裂進展パスの決定

    近藤 隼

    第5回グリーンエネルギー材料のマルチスケール創製研究会　2017/08/07

  28. In-situ TEM observation of Grain Boundaries/Dislocation Interaction in Oxides Invited

    Shun Kondo, Eita Tochigi, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara

    9th International Conference on Materials for Advanced Technologies (ICMAT 2017)　2017/06/20

  29. 結晶の降伏と塑性論

    近藤 隼

    第16回結晶界面研究会　2016/09/11

  30. In-situ Characterization of Dislocation Interaction Processes with Grain Boundaries in SrTiO3 Using TEM Nanoindentation

    Shun Kondo, Tasuku Mitsuma, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara

    The 6th International Conference on Recrystallization and Grain Growth (ReX&GG 2016)　2016/07/18

  31. 応力印加TEM暗視野その場観察法を用いた転位間相互作用の動的観察

    近藤 隼, 栃木 栄太, 柴田 直哉, 幾原 雄一

    日本金属学会2015年秋季(第157回)講演大会　2015/09/16

  32. Dislocation interaction with grain boundaries

    近藤 隼

    第15回結晶界面研究会　2015/07/25

  33. Ultrafast Electron Microscopy

    近藤 隼

    第14回結晶界面研究会　2014/09/15

  34. 粒界における転位運動のポテンシャル障壁の形成

    近藤 隼

    ナノ構造情報のフロンティア開拓―材料科学の新展開第2回若手の回　2014/07/27

  35. 応力印加暗視野TEMその場観察法を用いたSrTiO3変形中の転位挙動の直接観察

    近藤 隼, 三津間 侑, 栃木 栄太, 柴田 直哉, 幾原 雄一

    日本顕微鏡学会第70回記念学術講演会　2014/05/13

  36. Direct Characterization of Interaction Processes between Dislocations and Grain Boundaries by in situ TEM Nanoindentation

    Shun Kondo, Tasuku Mitsuma, Eita Tochigi, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara

    The 4th International Symposium on Advanced Microscopy and Theoretical Calculations (AMTC4)　2014/05/08

  37. In-situ Characterization of Dislocation-Grain Boundary Interaction by TEM nanoindentation

    Shun Kondo, Tasuku Mitsuma, Eita Tochigi, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara

    2014 MRS Spring Meeting and Exhibit　2014/04/22

  38. TEM応力印加その場観察法を用いた粒界-転位相互作用メカニズムの解明

    近藤 隼, 三津間 侑, 栃木 栄太, 柴田 直哉, 幾原 雄一

    日本金属学会2014年春季(第154回)講演大会　2014/03/23

  39. TEM応力印加その場観察法による粒界-転位相互作用の動的観察

    近藤 隼

    第1回グリーンエネルギー材料のマルチスケール創製研究会　2014/01/09

  40. 粒界-転位相互作用のTEM応力印加その場観察

    近藤 隼

    ナノ構造情報のフロンティア開拓―材料科学の新展開第1回若手の会　2013/09/29

  41. MAX phasesの力学特性

    近藤 隼

    第13回結晶界面研究会　2013/09/14

  42. Dynamic observations of dislocation-grain boundary interaction in SrTiO3 by in situ TEM nanoindentation

    Shun Kondo, Tasuku Mitsuma, Eita Tochigi, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara

    International symposium on Strength of Fine Grained Materials - 60 years of Hall-Petch -　2013/07/16

  43. Dynamic observations of dislocation-grain boundary interaction in SrTiO3 by in situ TEM nanoindentation

    Shun Kondo, Tasuku Mitsuma, Eita Tochigi, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara

    The 10th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology (PACRIM10)　2013/06/04

  44. TEM ナノインデンテーション法を用いた粒界-転位相互作用の動的観察

    近藤 隼, 三津間 侑, 柴田 直哉, 幾原 雄一

    日本金属学会2013年春季(第152回)講演大会　2013/03/27

  45. 粒界-転位相互作用

    第12回結晶界面研究会　2012/09/08

  46. Dynamic observation of dislocation motion in SrTiO3 by in situ TEM nanoindentation

    Shun Kondo, Tasuku Mitsuma, Eita Tochigi, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara

    16th International Conference on Strength of Materials (ICSMA16)　2012/08/20

  47. Real-time observations of deformation in ceramics by in situ TEM nanoindentation

    Shun Kondo, Tasuku Mitsuma, Eita Tochigi, Naoya Shibata, Yuichi Ikuhara

    The 3rd International Symposium on Advanced Microscopy and Theoretical Calculations (AMTC3))　2012/05/09

  48. TEM ナノインデンテーション法を用いた SrTiO3 における粒界・転位相互作用の動的観察

    近藤 隼, 三津間 侑, 栃木 栄太, 柴田 直哉, 幾原 雄一

    日本金属学会2011年秋季(第149回)講演大会　2011/11/07

  49. TEM ナノインデンテーションを用いた LiNbO3 の変形双晶の動的観察

    近藤 隼

    機能元素のナノ材料科学第4回若手の会　2011/09/27

  50. 複合ペロブスカイト酸化物の巨大圧電効果

    近藤 隼

    第11回結晶界面研究会　2011/09/03

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Research Projects 5

  1. 原子スケールTEM応力印可その場観察による転位と固溶元素の相互作用解明

    近藤 隼

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 基盤研究(C)

    Institution: 東北大学

    2026/04 - 2029/03

  2. Establishment of fundamental theories on material strengthening mechanisms based on nano-dynamics observations

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)

    Institution: The University of Tokyo

    2022/04/27 - 2027/03/31

  3. 原子分解能応力印加TEMその場観察を用いた粒界破壊の原子論的研究

    近藤 隼

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 若手研究

    Institution: 東京大学

    2023/04 - 2026/03

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    セラミック材料における脆性破壊は実用上大きな問題となっており、特に多結晶体の結晶粒界に沿って亀裂が伝播することで破壊に至る粒界破壊は、材料の力学的信頼性に直結する重要な研究課題である。本研究では、透過電子顕微鏡（TEM）内で試料に応力を印加し、粒界が破壊する過程をナノスケール・原子スケールでその場観察することで、粒界破壊のメカニズムを明らかとし、粒界原子構造が粒界強度に与える影響について原子論的起源を探求した。 モデル材料には粒界破壊挙動を示す代表的な構造用セラミックスであるアルミナ(α-Al2O3)を用い、双結晶試料に対してTEMナノインデンテーション法用いて粒界直上に局所応力を印加したところ、粒界に沿って数百ナノメートル程度のき裂が導入されることを確認した。導入したき裂の清浄破面をSTEMにより原子分解能観察を行い、得られた破面の原子構造と破壊前の粒界原子構造を比較することで、原子スケールにおけるき裂進展パスを決定したところ、粒界の中心に位置する酸素レイヤーを伝って亀裂が伝播することが明らかとなった。 さらに、破面が電気的中性条件を満たすような種々の破壊パスに関して、へき開エネルギーを第一原理計算を用いて系統的に評価したところ、実験的に決定された破壊パスが最も安定であることが確認された。また、粒界破壊を引き起こした粒界原子構造を解明するため、亀裂進展パスの周囲の原子構造および結合を粒内と詳細に比較すると、粒界コアにおいてAl-O間の結合が粒内よりも減少していることが明らかとなった。従って、粒界コアにおける結合数の減少が粒界破壊を誘起していることが示唆された。

  4. Nanoscale Interface Characterization

    Shibata Naoya

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

    Institution: The University of Tokyo

    2019/06 - 2024/03

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    In this study, we studied the interface functional cores which are the origins of many material properties, and explored new methodologies for interface functional core characterizations. Specifically, we advanced the state-of-the-art atomic-resolution scanning transmission electron microscopy techniques for developing new methods for observing local electromagnetic fields, three-dimensional atomic structures and dynamics of interface functional cores. As a result, we succeeded in observing the local electromagnetic fields and the three-dimensional atomic structures of various interface functional cores, which help us to elucidate the correlation between material interface structures and their functions. Furthermore, through collaborative research with other research groups, we successfully established a new research field in materials science based on crystal defect functional cores.

  5. ＴＥＭナノインデンテーション法を用いた粒界－転位相互作用の解明

    近藤 隼

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 特別研究員奨励費

    Institution: 東京大学

    2013/04/01 - 2016/03/31

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    結晶粒界と転位の相互作用は機械特性を決定づける重要な現象である一方、微視的かつ動的な現象を直接捉えることが困難なために実験的知見が不足しており、その相互作用メカニズムに関しては未解明な点が多い。また粒界は隣接結晶粒の相対方位関係や粒界面方位に依存して様々な構造を形成し、それぞれの粒界が異なる粒界性格を有しているため、個々の粒界と転位の相互作用メカニズムに関する知見が望まれている。そこで本研究ではモデル材料にチタン酸ストロンチウムを使用し、双結晶法によって作製された単一粒界に対して透過電子顕微鏡内で試料に局所的な応力を印加することが可能なTEMナノインデンテーション法を応用することで、粒界存在下における転位の微視的挙動の直接観察を行い、個々の粒界と転位の相互作用メカニズムを解明することを目的とした。モデル粒界には[010]方向を回転軸とする回転角1°の小傾角粒界及び回転角36.9°のΣ5大傾角粒界、[110]を回転軸とする回転角109.5°のΣ3大傾角粒界を用いた。TEMナノインデンテーション実験では粒界付近にインデンターチップを挿入し、導入される転位と粒界の相互作用をその場観察した。TEMナノインデンテーション実験の結果、バースベクトル[110]を有する格子転位が導入され、それぞれの粒界の相互作用する様子を直接観察することに成功した。小傾角粒界及びΣ3粒界では粒界を跨いで格子転位が伝播する様子が観察された。一方Σ5粒界においては格子転位は粒界面上に堆積し、粒界が転位の伝播を大きく阻害していた。この結果より転位の伝播の可否は粒界の相対方位差の大小ではなく、伝播に際して形成される粒界残留転位の形成エネルギーが大きく影響していることが示唆された。これは個々の粒界の存在が変形中の転位挙動に対して与える影響を考える上で重要な実験的知見である。

Academic Activities 3

  1. 3rd Advanced Electron Microscopy Workshop for Young Scientists

    2025/08/19 - 2025/08/19

    Activity type: Academic society, research group, etc.

  2. 2nd Advanced Electron Microscopy Workshop for Young Scientists

    2025/03/13 - 2025/03/13

    Activity type: Academic society, research group, etc.

  3. Advanced Electron Microscopy Workshop for Young Scientists

    2023/07/04 - 2023/07/04

    Activity type: Academic society, research group, etc.