【10/31】第24回「AIMRセミナー」のご案内
講演者
幾原 雄一 教授（東北大学AIMR主任研究者）
講演題目
Atomic-Scale Dynamics of Grain Boundary Phenomena in Oxides
日時
2025年10月31日（金）14:00～15:00
会場
AIMR本館 2階セミナールーム
講演要旨
The properties of oxide materials are strongly governed by their dynamic behavior un-der varying conditions such as temperature, mechanical stress, and atmosphere. In par-ticular, grain boundaries (GBs) play a crucial role in deformation, fracture, and ion diffu-sion processes. Although numerous atomic-scale studies have examined phenomena such as fracture, diffusion, and deformation, most have been performed under static conditions, leaving the fundamental dynamic mechanisms insufficiently understood.
In this study, in-situ nanoindentation experiments were conducted on SrTiO3 and Al2O3 bicrystals using (S)TEM to directly observe deformation and fracture processes at GBs. To investigate ion diffusion along GBs, high-energy electron irradiation was em-ployed to promote GB migration in Al2O3, and Ti-doped Al2O3 bicrystals were used to model atomic-scale diffusion behavior. Furthermore, the interaction between dislocations and various GB types—including CSL, tilt, and twist GBs—was dynamically observed, revealing phenomena such as dislocation pile-up, jog formation, and twinning.
Crack propagation in pristine and Zr-doped Al2O3 was also examined, showing that cracks follow a zigzag path along Zr-segregated layers. Finally, real-time atomic-scale observations demonstrated that GB migration proceeds via cooperative atomic shuffling along specific ledges, facilitated by structural transformations between low-energy GB configurations. These findings provide new insights into the dynamic grain boundary behavior that governs the mechanical and diffusion properties of oxide ceramics.
References
- [1] S. Kondo, A. Ishihara, E. Tochigi, N. Shibata, and Y. Ikuhara, Nat. Commun., 10, 2112 (2019).
- [2] J.Wei, B.Feng, R.Ishikawa, T.Yokoi, K.Matsunaga, N.Shibata and Y.Ikuhara, Nat. Mater. 20, 951 (2021).
- [3] J. Yan, S. Kondo, B.Feng, N. Shibata and Y.Ikuhara, Nano Letters, 10, 3112 (2024)
- [4] C. Yang, B. Feng, T. Futazuka, N. Shibata and Y. Ikuhara: Nat. Commun., In Press (2025).
- [5] T. Futazuka, R. Ishikawa, T. Yokoi, K. Matsunaga, N. Shibata and Y. Ikuhara: Nat. Commun., In Press (2025).
AIMRセミナーとFriday Tea Time
AIMRは融合研究推進のための取り組みに力を入れており、その一環としてAIMRセミナーとFriday Tea Timeを開催しています。
AIMRセミナーでは、AIMR所属の研究者やAIMRを訪問中の研究者に、材料科学から数学にいたる幅広い分野についてホットな話題を提供いただきます。自分の研究の枠を越えてお互いの研究を知ることで、その後のコミュニケーションや議論へ繋がることを狙いとしています。
毎週金曜日に開催するFriday Tea Timeでは、リラックスした雰囲気の中、研究者やスタッフの垣根なくAIMRのメンバーがコーヒーを片手に語り合います。何気ない会話から研究者同士の化学反応が生まれることが期待されます。
2024年からは、AIMRセミナーとFriday Tea Timeの相乗効果によって、活発な融合研究を推進していきます。
これまでのAIMRセミナー
| 第27回 | 2026年1月30日 | 大塚 朋廣 准教授（東北大学AIMR ジュニア主任研究者） |
|---|---|---|
| 第26回 | 2025年12月5日 | 森下 弘樹 准教授（東北大学AIMR デバイス・システムグループ） |
| 第25回 | 2025年11月28日 | 野村 悠祐 教授（東北大学AIMR 主任研究者） |
| 第24回 | 2025年10月31日 | 幾原 雄一 教授（東北大学AIMR 主任研究者） |
| 第23回 | 2025年10月8日 | 西浦 廉政 教授（東北大学AIMR 研究顧問・前PI） |
| 第22回 | 2025年7月22日 | Prof. Yucheng Jiang（中国 蘇州科技大学） |
| 第21回 | 2025年7月18日 | 加藤 俊顕 教授（東北大学AIMR 主任研究者） |
| 第20回 | 2025年6月27日 | Dr. Jiayu Peng（アメリカ ニューヨーク州立大学バッファロー校） |
| 第19回 | 2025年6月20日 | Prof. Bala Krishnamoorthy（アメリカ ワシントン州立大学バンクーバー校） |
| 第18回 | 2025年6月6日 | 小澤 知己 教授（東北大学AIMR 主任研究者） |
| 第17回 | 2025年5月16日 | 井上 和俊 准教授（東北大学AIMR ジュニア主任研究者） |
| 第16回 | 2025年4月25日 | 佐藤 宇史 教授（東北大学AIMR 主任研究者） |
| 第15回 | 2025年3月26日 | 鍛冶 静雄 教授（九州大学 マス・フォア・インダストリ研究所） |
| 第14回 | 2025年2月28日 | Prof. Fernanda Albana Marchesini（アルゼンチン リトラル国立大学） |
| 第13回 | 2025年2月7日 | Dr. Lewis Conway（イギリス ケンブリッジ大学） |
| 第12回 | 2025年1月17日 | Dr. Sonia Mahmoudi（東北大学AIMR 数学連携グループ SUURI-COOL） |
| 第11回 | 2025年1月10日 | Lorenzo Di Bari 教授（イタリア ピサ大学） |
| 第10回 | 2024年12月13日 | 吉本 勇太氏（富士通株式会社） |
| 第9回 | 2024年11月29日 | Zhiqiang Mao 教授（アメリカ ペンシルベニア州立大学） |
| 第8回 | 2024年7月19日 | Dr. Shuai Wei（デンマーク オーフス大学） |
| 第7回 | 2024年7月5日 | Henning Schomerus 教授（イギリス ランカスター大学） |
| 第6回 | 2024年5月10日 | 紅林 秀和 教授（イギリス ユニバーシティ・カレッジ・ロンドン） |
| 第5回 | 2024年5月1日 | Michael Hirscher 教授（ドイツ マックス・プランク知的システム研究所） |
| 第4回 | 2024年4月26日 | Konstantinos Danas 教授（東北大学 日仏ジョイントラボラトリー（ELyTMaX）） |
| 第3回 | 2024年3月13日 | 富安 亮子 教授（九州大学 マス・フォア・インダストリ研究所） |
| 第2回 | 2024年1月26日 | Michael I. Ojovan 教授（イギリス インペリアル・カレッジ・ロンドン） |
| 第1回 | 2024年1月12日 | Dr. William Chuck Witt（イギリス ケンブリッジ大学） |
Tea Time Talk について
Friday Tea Timeの一環として、世界の著名研究者に講演をいただく「Tea Time Talk」を2023年まで開催し、下記の研究者に講演いただきました。
| 第43回 | 2023年7月21日 | Feral Temelli 教授（カナダ アルバータ大学） |
|---|---|---|
| 第42回 | 2023年6月30日 | Douglas Brumley 講師（オーストラリア メルボルン大学） |
| 第41回 | 2023年3月28日 | 田中 求 教授（ドイツ ハイデルベルク大学・物理化学研究所） |
| 第40回 | 2022年11月10日 | 吉村 昌弘 教授（台湾 国立成功大学） |
| 第39回 | 2022年6月17日 | Rana Mohtadi 教授（アメリカ トヨタ北米先端研究所） |
| 第38回 | 2022年6月10日 | Michael Hirscher 教授（ドイツ マックス・プランク知的システム研究所） |
| 第37回 | 2022年6月3日 | 小田 玲子 教授（フランス フランス国立科学研究センター） |
| 第36回 | 2021年5月28日 | Magda Titirici 教授（イギリス インペリアル・カレッジ・ロンドン） |
| 第35回 | 2021年3月26日 | Yaroslav Blanter 教授（オランダ デルフト工科大学） |
| 第34回 | 2020年10月23日 | 塚越 一仁 博士（MANA / 国立研究開発法人物質・材料研究機構） |
| 第33回 | 2020年7月17日 | 玉田 薫 教授（先導物質化学研究所 / 九州大学） |
| 第32回 | 2020年1月17日 | 山内 美穂 教授（I2CNER / 九州大学） |
| 第31回 | 2020年1月17日 | Mickaël Lallart 教授（フランス INSA Lyon / リヨン大学） |
| 第30回 | 2019年10月25日 | Frédéric Gillot 准教授（フランス エコール・サントラル・ドゥ・リヨン） |
| 第29回 | 2019年7月12日 | Qian Niu 教授（アメリカ テキサス大学オースティン校） |
| 第28回 | 2019年5月17日 | Damien Fabrègue 教授（フランス INSA Lyon / ELyT MaX Lab at Tohoku University） |
| 第27回 | 2018年12月14日 | 求 幸年 教授（東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻） |
| 第26回 | 2018年7月13日 | 小野 新平 博士（一般財団法人電力中央研究所） |
| 第25回 | 2018年5月11日 | Pierre-Antoine Geslin 博士（フランス Mateis lab, INSA Lyon/CNRS・ELyTMaXLab at Tohoku University・東北大学金属材料研究所） |
| 第24回 | 2018年4月27日 | 塚田 捷 特任教授（東北大学AIMR） |
| 第23回 | 2017年12月8日 | Jean-Yves Cavaillé 教授（フランス INSA Lyon / ELyT MaX Lab at Tohoku University） |
| 第22回 | 2017年7月28日 | Nicolas Mary 教授（フランス INSA Lyon / ELyT MaX Lab at Tohoku University） |
| 第21回 | 2017年7月21日 | Gael Sebald 教授（フランス NSA Lyon / ELyT MaX Lab at Tohoku University） |
| 第20回 | 2017年7月7日 | Arun Bansil 教授（アメリカ ノースイースタン大学） |
| 第19回 | 2017年6月30日 | 中西 毅 博士（産業技術総合研究所、産総研・東北大数理先端材料モデリングオープンイノベーションラボラトリ（MathAM-OIL）） |
| 第18回 | 2017年6月23日 | Denis Arčon 教授（Jožef Stefan Institute, Slovenia） |
| 第17回 | 2017年4月28日 | 平野 愛弓 教授（東北大学AIMR） |
| 第16回 | 2016年11月29日 | David Guy Austing 博士（カナダ カナダ国立研究機構） |
| 第15回 | 2016年9月30日 | C. Suryanarayana 教授（アメリカ セントラルフロリダ大学） |
| 第14回 | 2016年6月17日 | 福村 知昭 教授（東北大学AIMR） |
| 第13回 | 2016年5月13日 | Jean-Yves Cavaillé 教授（ELyT MaX（東北大学に設置のジョイントラボ), フランス リヨン大学） |
| 第12回 | 2015年6月26日 | B. Muralidharan 博士（インド インド工科大学ボンベイ） |
| 第11回 | 2014年6月27日 | Michael B. Santos 教授（アメリカ オクラホマ大学） |
| 第10回 | 2013年11月19日 | Pawel Hawrylak 博士（カナダ カナダ国立研究機構） |
| 第9回 | 2013年10月1日 | Yuan T. Lee 博士（台湾 台湾中央研究院・1986年ノーベル化学賞受賞者） |
| 第8回 | 2013年6月28日 | Bjorn Mysen 博士（アメリカ カーネギー研究所・地球物理学研究施設） |
| 第7回 | 2013年4月12日 | Yiming Li 教授（台湾 国立交通大学） |
| 第6回 | 2013年1月18日 | Tomasz Dietl 教授（ポーランド ポーランド科学アカデミー） |
| 第5回 | 2012年8月31日 | John H. Perepezko 教授（アメリカ ウィスコンシン大学マディソン校） |
| 第4回 | 2012年8月17日 | Alain Reza Yavari 教授（フランス グルノーブル工科大学） |
| 第3回 | 2012年8月10日 | Alan Lindsay Greer 教授（イギリス ケンブリッジ大学） |
| 第2回 | 2012年7月6日 | Winfried Teizer 教授（アメリカ テキサスA&M大学） |
| 第1回 | 2012年5月25日 | Thomas P. Russell 教授（アメリカ マサチューセッツ大学アマースト校） |