| 執筆者一覧（執筆順） |
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| 山口周 | 東京大学 大学院工学系研究科 マテリアル工学専攻 教授 |
| 下條冬樹 | 熊本大学 大学院自然科学研究科 理学専攻 物理科学講座 准教授 |
| 渡邉聡 | 東京大学 大学院工学系研究科 マテリアル工学専攻 教授 |
| 丸山俊夫 | 東京工業大学 大学院理工学研究科 材料工学専攻 教授 |
| 上田光敏 | 東京工業大学 大学院理工学研究科 材料工学専攻 助教 |
| 丹司敬義 | 名古屋大学 エコトピア科学研究所 教授 |
| 鈴木俊夫 | 東京大学 大学院工学系研究科 マテリアル工学専攻 教授 |
| 佐々木勝寛 | 名古屋大学 大学院工学研究科 量子工学専攻ナノ構造評価学研究グルｰプ 准教授 |
| 黒田光太郎 | 名古屋大学 大学院工学研究科 量子工学専攻ナノ構造評価学研究グルｰプ 教授 |
| 桑原彰秀 | 京都大学 大学院工学研究科 材料工学専攻 助教 |
| 湯上浩雄 | 東北大学 大学院工学研究科 機械システムデザイン工学専攻 教授 |
| 河村純一 | 東北大学 多元物質科学研究所 物理機能解析分野 教授 |
| 神嶋修 | 東北大学 多元物質科学研究所 物理機能解析分野 助教 |
| 前川英己 | 東北大学 大学院工学研究科 金属フロンティア工学専攻 准教授 |
| 森利之 | (独)物質・材料研究機構 燃料電池材料センター 副センター長 ナノイオニクス材料グループリーダー |
| 佐久間隆 | 茨城大学 理工学研究科 教授 |
| 半那純一 | 東京工業大学 大学院理工学研究科 教授 |
| 松本広重 | 九州大学 大学院工学研究院 応用化学部門 未来化学創造センター 准教授 |
| 樋口透 | 東京理科大学 理学部 応用物理学科 助教 |
| 尾山由紀子 | 東京大学 大学院工学系研究科 マテリアル工学専攻 助教 |
| 三好正悟 | 東京大学 大学院工学系研究科 マテリアル工学専攻 助教 |
| 川田達也 | 東北大学 大学院環境科学研究科 環境科学専攻 教授 |
| 内本喜晴 | 京都大学 大学院人間・環境学研究科 相関環境学専攻 教授 |
| 雨澤浩史 | 東北大学 大学院環境科学研究科 都市環境・環境地理学講座 准教授 |
| 酒井夏子 | (独)産業技術総合研究所 エネルギー技術研究部門 主任研究員 |
| 松田厚範 | 豊橋技術科学大学 工学部 物質工学系 教授 |
| 小俣孝久 | 大阪大学 大学院工学研究科 マテリアル生産科学専攻 准教授 |
| 菊地隆司 | 京都大学 大学院工学研究科 物質エネルギー化学専攻 准教授 |
| 石原達己 | 九州大学 大学院工学研究院 応用化学部門 教授 |
| 水崎純一郎 | 東北大学 多元物質科学研究所 教授 |
| 入山恭寿 | 京都大学 大学院工学研究科 物質エネルギー化学専攻 助教 |
| 忠永清治 | 大阪府立大学 大学院工学研究科 応用化学分野 准教授 |
| 長尾征洋 | 名古屋大学 大学院環境学研究科 助教 |
| 日比野高士 | 名古屋大学 大学院環境学研究科 教授 |
| 佐野充 | 名古屋大学 大学院環境学研究科 教授 |
| 三浦則雄 | 九州大学 産学連携センター 教授 |
| 上田太郎 | 九州大学 大学院総合理工学府 博士後期課程 |
プラシニツァ
・ブラディミル | 九州大学 産学連携センター 特任助教 |
| 寺部一弥 | (独)物質・材料研究機構 ナノシステム機能センター 主席研究員 |
| 長田実 | (独)物質・材料研究機構 ナノスケール物質センター 主幹研究員 |
| 長谷川剛 | (独)物質・材料研究機構 ナノシステム機能センター アソシエートディレクター |
| 栗田典明 | 名古屋工業大学 大学院おもひ領域 准教授 |
| 鎌田海 | 九州大学 大学院工学研究院 応用化学部門 助教 |
| 稲熊宜之 | 学習院大学 理学部 化学科 教授 |
| 勝又哲裕 | 学習院大学 理学部 化学科 助教 |
| 鶴井隆雄 | 東北大学 金属材料研究所 産学官連携研究員 |
| 構成および内容 |
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| 序章―高温ナノイオニクスが描く夢の技術（山口周） |
| 1 | ナノイオニクス現象とは何か? |
| 2 | ナノイオニクス研究の展開 |
| 3 | ナノイオニクスが拓く「夢の技術」に向かって |
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| 【第I編 基礎・現象・計測】 |
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| 第1章 | 第一原理シミュレーションによるナノイオニクス現象の解明（下條冬樹、渡邉聡） |
| 1 | はじめに |
| 2 | ペロブスカイト型酸化物表面における分子吸着過程およびプロトン吸収機構 |
| 3 | Ag/Ag2S/Ag接合系の電気特性 |
| 4 | 今後の展望 |
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| 第2章 | 化学ポテンシャル勾配下における金属酸化物の組織（組成）変化（丸山俊夫、上田光敏） |
| 1 | はじめに |
| 2 | 酸素ポテンシャル勾配下におかれた2元系金属酸化物（MO） |
| 3 | 酸素ポテンシャル勾配下におかれた3元系金属酸化物 |
| 4 | イオン流束の発散による組織変化（ボイド生成） |
| 4.1 | 計算方法 |
| 4.2 | 実験方法 |
| 4.3 | 実験結果および考察 |
| 5 | おわりに |
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| 第3章 | 電子線ホログラフィによるヘテロ界面における内部電位その場観察（丹司敬義） |
| 1 | はじめに |
| 2 | 電子線ホログラフィ |
| 2.1 | ホログラムの記録 |
| 2.2 | ホログラムからの像再生 |
| 2.3 | 内部電位で電子波の位相が変化する理由 |
| 2.4 | 微細磁気構造観察 |
| 3 | ヘテロ界面における内部電位の観察 |
| 4 | 今後の展開 |
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| 第4章 | 電気化学プロセスにおける組織形成シミュレーション（鈴木俊夫） |
| 1 | はじめに |
| 2 | フェーズフィールドモデル |
| 2.1 | 支配方程式の導出 |
| 2.2 | 自由エネルギー密度 |
| 2.3 | フェーズフィールドモデルの支配方程式 |
| 3 | フェーズフィールド解析例 |
| 3.1 | 系の仮想状態図 |
| 3.2 | 電析デンドライトの解析例 |
| 4 | おわりに |
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| 第5章 | イオニクス材料の界面現象解析における透過電子顕微鏡内その場観察の可能性（佐々木勝寛、黒田光太郎） |
| 1 | 緒言 |
| 2 | 実験方法 |
| 3 | 結果と考察 |
| 3.1 | Cu微粒子の酸化過程 |
| 3.2 | NiO微粒子の還元・酸化過程 |
| 3.3 | Pt担持Ce2Zr2O7の酸化過程 |
| 3.4 | AglよりのAgウィスカーの成長 |
| 4 | まとめ |
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| 第6章 | イオニクス材料における反応素過程の量子力学シミュレーションと材料設計（桑原彰秀） |
| 1 | 緒言 |
| 2 | 欠陥形成エネルギーと熱平衡濃度の理論計算 |
| 3 | 拡散経路と移動エンタルピーの定量評価 |
| 4 | ヘテロ接合による界面ナノ領域での電子構造 |
| 5 | まとめ |
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| 第7章 | レーザーアブレーション法による高速ナノイオニクス電解質の創製（湯上浩雄） |
| 1 | はじめに |
| 2 | 実験方法 |
| 3 | 結果と考察 |
| 4 | おわりに |
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| 第8章 | ナノ複合体のイオン伝導―伝導度増加とパーコレーション問題―（河村純一、神嶋修、前川英己） |
| 1 | ナノ複合イオン伝導体研究の歴史 |
| 2 | 複合体のイオン伝導理論 |
| 2.1 | 直列近似 |
| 2.2 | 並列近似 |
| 2.3 | 対数加成則 |
| 2.4 | 混合則（mixing rule） |
| 2.5 | Uvarovの一般化された混合則 |
| 2.6 | Brick-Wall近似 |
| 2.7 | Clausius-Mossoti-Wagnerの近似 |
| 2.8 | 有効媒質近似 |
| 2.9 | パーコレーション理論とスケーリング則 |
| 2.10 | 一般化された有効媒質近似 |
| 3 | イオン伝導性ナノ構造体の例 |
| 3.1 | 絶縁体分散効果 |
| 3.2 | 酸化物メソ多孔体とLil複合系のイオン伝導度 |
| 3.3 | Agl-有機物系ガラス |
| 3.4 | Agl-酸化物系ガラス |
| 3.5 | α-Agl微結晶析出ガラス |
| 3.6 | 銀カルコゲナイド分相ガラス |
| 3.7 | ナフィオン・水系 |
| 4 | 結論 |
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| 第9章 | ソフト化学的手法によるナノイオニクスバルク体の創製（森利之） |
| 1 | はじめに |
| 2 | 焼結バルク体中に現れるナノ構造を理解する |
| 3 | ナノ構造の特徴がなぜマクロ物性に影響を与えるのかという点に関する考察 |
| 3.1 | 酸化物イオン伝導体の場合 |
| 3.2 | 半導体の場合 |
| 4 | ナノ構造の最適化とバルク体作製手法の提案 |
| 5 | おわりに |
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| 第10章 | コンポジット系超イオン導電体におけるナノスケール効果（佐久間隆） |
| 1 | はじめに |
| 2 | Liイオン導電体複合系の中性子回折 |
| 3 | 結晶およびガラス複合系超イオン導電体 |
| 4 | イオン結晶における熱振動の原子間相関効果 |
| 5 | Pb化合物における熱振動の原子間相関効果 |
| 6 | おわりに |
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| 第11章 | 液晶ナノ分子凝集相における伝導（半那純一） |
| 1 | はじめに |
| 2 | 液晶物質における電子伝導の発見 |
| 3 | 液晶物質におけるイオン伝導 |
| 4 | 電子伝導とイオン伝導の共存と液晶物質の凝集構造 |
| 5 | 伝導に関わるキャリア生成 |
| 6 | キャリア注入特性の改善 |
| 7 | 液晶分子凝集相の興味 |
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| 第12章 | 金属ヘテロ界面における高温型プロトン伝導体の新規イオン機能の探索（松本広重） |
| 1 | はじめに |
| 2 | 高温型プロトン伝導体の欠陥平衡 |
| 3 | 金属接触界面 |
| 4 | 白金を分散したSrZr0.9Y0.1O3-αの電気伝導度 |
| 5 | パーコレーションモデル |
| 6 | 白金／SrZr0.9Y0.1O3-α界面の直流分極特性 |
| 7 | おわりに |
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| 第13章 | 電子分光法によるnano-NEMCA現象の追求（山口周、樋口透、尾山由紀子、三好正悟） |
| 1 | はじめに |
| 2 | 表面の反応活性と電子構造 |
| 3 | 電子分光法を用いた研究のアプローチ |
| 4 | おわりに |
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| 第14章 | 高温固体表面の動的挙動の計測によるnano-NEMCA効果の検証（川田達也） |
| 1 | 固体電解質上の電極反応の応用と速度論 |
| 2 | 高温電極反応の速度論と過電圧 |
| 3 | NEMCA効果と表面の動的計測手法の開発 |
| 4 | 気-固反応のナノイオニクス−表面種の静的な変調 |
| 5 | （La,Sr）CoO3/（La,Sr）2CoO4ヘテロ界面でのナノイオニクス効果の可能性 |
| 6 | ナノNEMCA―静的・動的な界面変調の融合へ |
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| 第15章 | ヘテロ接触界面のイオン移動現象のその場観察（内本喜晴、雨澤浩史、酒井夏子） |
| 1 | はじめに |
| 2 | 二次イオン質量分析（SIMS）法 |
| 3 | その場X線吸収（XAFS）法 |
| 4 | ナノXAFS法 |
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| 【第II編 材料開発・応用】 |
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| 第1章 | 高密度表面欠陥型ナノプロトニクス材料のメカノケミカル合成（松田厚範） |
| 1 | はじめに |
| 2 | リン酸塩系固体酸のメカノケミカル処理 |
| 3 | 硫酸水素セシウム-リン酸水素セシウム系複合体のメカノケミカル合成 |
| 4 | ヘテロポリ酸のプロトンをCsで一部置換した部分中和塩のメカノケミカル合成 |
| 5 | ヘテロポリ酸と酸化物のメカノケミカル処理 |
| 6 | おわりに |
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| 第2章 | コア／シェル複合構造を持つ単分散ナノ結晶の創製（小俣孝久） |
| 1 | はじめに |
| 2 | コア／シェル型複合ナノ結晶の作製 |
| 3 | 複合ナノ結晶からバルク体へ |
| 4 | おわりに |
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| 第3章 | 固体酸化物形燃料電池における高温反応場界面形成の科学（菊地隆司） |
| 1 | はじめに |
| 2 | 通電効果 |
| 3 | 実験方法 |
| 4 | 不可逆的な活性化過程 |
| 5 | 可逆的な活性化過程 |
| 6 | おわりに |
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| 第4章 | 新規酸素イオン伝導体のナノ薄膜を用いる超低温作動型SOFCの開発（石原達己） |
| 1 | はじめに |
| 2 | 低温作動型SOFC開発の現状 |
| 3 | 酸素イオン伝導体におけるナノイオニクス効果 |
| 4 | 新規酸素イオン伝導体膜を利用した低温作動型のSOFC |
| 5 | おわりに |
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| 第5章 | ナノイオニクス構造高機能固体酸化物形燃料電池の創製（水崎純一郎） |
| 1 | はじめに |
| 2 | SOFCの大局的開発課題 |
| 2.1 | 社会的背景 |
| 2.2 | 燃料電池の原理・種類と開発動向 |
| 2.3 | SOFCの構成 |
| 2.4 | 技術開発動向 |
| 3 | SOFCとナノ設計 |
| 3.1 | SOFCの反応プロセスとナノ設計による高機構化の可能性 |
| 3.2 | 高温で安定なナノヘテロ構造構築の可能性 |
| 4 | それぞれのSOFC反応過程におけるナノヘテロ構造制御と特性改善 |
| 4.1 | 燃料電極とインターコネクタ材料 |
| 4.2 | 空気電極と214相 |
| 4.3 | 第2相を分散した電解質によるイオン導電率変化 |
| 5 | 薄膜と物性 |
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| 第6章 | ナノ粒子活物質へのリチウムイオンの挿入脱離反応のダイナミクス（入山恭寿） |
| 1 | はじめに |
| 2 | リチウムイオン二次電池のナノ活物質材料の開発と機能 |
| 2.1 | ナノ粒子活物質材料の合成 |
| 2.2 | ナノ粒子活物質の電気化学的挙動 |
| 2.3 | ナノ粒子活物質と相変化 |
| 3 | おわりに |
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| 第7章 | ゾル-ゲル法による電極―電解質ナノ固体界面形成（忠永清治） |
| 1 | はじめに |
| 2 | ゾル-ゲル法による全固体型大容量キャパシタの構築 |
| 3 | 無機系ベース複合体電解質を用いた中温作動型燃料電池の構築と評価 |
| 4 | おわりに |
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| 第8章 | ナノ分極型高選択反応性電極の創製（長尾征洋、日比野高士、佐野充） |
| 1 | はじめに |
| 2 | 燃料電池電解質への応用 |
| 3 | 白金代替触媒の開発 |
| 4 | NOx電解リアクターおよびセンサの開発 |
| 5 | 局所電池型NOx電解触媒の開発 |
| 6 | 総括 |
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| 第9章 | ナノヘテロ接合界面の特異的ガス認識機能を用いた高性能センシングデバイス（三浦則雄、上田太郎、プラシニツァ・ブラディミル） |
| 1 | はじめに |
| 2 | 安定化ジルコニアセンサの代表的研究例 |
| 3 | センシングデバイスに対するナノサイズ効果の期待 |
| 4 | 検知極膜厚をナノサイズ化したセンサ素子 |
| 5 | 次世代高性能センシングデバイス |
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| 第10章 | ナノプローブ加工技術を用いたナノイオニクス素子の開発（寺部一弥、長田実、長谷川剛） |
| 1 | はじめに |
| 2 | 多孔質アルミナテンプレートを利用したイオン伝導体ナノワイヤの作製 |
| 3 | ナノプローブ法によるイオン伝導体ナノワイヤの評価 |
| 3.1 | 近接場光学顕微鏡によるAg/Ag2Sナノワイヤの分光測定 |
| 3.2 | 原子間力顕微鏡によるAg/Ag2Sナノワイヤの電流-電圧特性の評価 |
| 4 | ナノ領域でのイオンと電子との相互作用の制御 |
| 5 | おわりに |
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| 第11章 | アルミナ薄膜を固体電解質とした水素センシングデバイス（栗田典明） |
| 1 | はじめに |
| 2 | アルミナと水素 |
| 3 | アルミナの薄膜化 |
| 4 | 酸化膜を利用した場合の課題 |
| 4.1 | 酸化膜の成長の問題 |
| 4.2 | アルミナ膜／金属ヘテロ界面における電荷移動の影響 |
| 4.3 | 標準極側の水素活量の問題 |
| 4.4 | アルミナ膜の密着性の問題 |
| 4.5 | 生成したアルミナ膜への他元素の混入の問題 |
| 5 | βNiAlにおける実験と考察 |
| 5.1 | Niをドープしたアルミナのプロトン導電特性 |
| 5.2 | βNiAl表面に生成したアルミナ膜の性状 |
| 5.3 | βNiAl表面アルミナ膜を固体電解質とした電池の起電力特性 |
| 6 | おわりに |
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| 第12章 | イオン伝導体微小界面を反応場とした物質創製・加工技術の開発（鎌田海） |
| 1 | はじめに |
| 2 | イオン伝導体微小界面を利用した局所イオン注入法 |
| 3 | イオン伝導体微小界面を利用した固体電気化学微細加工法 |
| 4 | おわりに |
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| 第13章 | イオン伝導体／溶融塩間のイオン交換反応を用いた機能性物質の創製（稲熊宜之、勝又哲裕、鶴井隆雄） |
| 1 | 緒言 |
| 2 | ペロブスカイト型リチウムイオン伝導体を用いたイオン交換反応 |
| 2.1 | プロトンとのイオン交換 |
| 2.2 | 2価イオンとのイオン交換―マクロな描像とナノ構造から見たイオン交換挙動 |
| 2.3 | イオン交換による機能性の発現 |
| 3 | イオン交換による遷移金属イオンまたは希土類イオンのドーピングとナノ粒子蛍光体への応用の可能性 |
| 4 | 総括および今後の展望 |
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