プロフィール

片山 司 KATAYAMA, Tsukasa

katayama(at)es.hokudai.ac.jp

准教授室: 北キャンパス電子科学研究所 3F 03-108-1
TEL & FAX : 011-706-9430
研究キーワード:
orcid0000-0003-2010-3966

生年月日 1989年6月10日
血液型 O型
出身地 福井県
趣味 旅行

略歴

学歴

2016年 博士(理学), 東京大学 大学院理学系研究科化学専攻 博士課程 修了(指導教員:長谷川哲也 教授

2013年 修士(理学), 東京大学 大学院理学系研究科化学専攻 修士課程 修了(指導教員:長谷川哲也 教授

2011年 学士(理学), 東京大学 理学部化学科 卒業

2007年 福井県立藤島高等学校 卒業

職歴

2021年4月-現在 北海道大学 電子科学研究所, 准教授

2021年10月-現在 JST さきがけ研究員(兼任)

2019年1月-2021年3月 東京大学 大学院理学研究科化学専攻 助教

2018年1月-2018年12月 東京大学 大学院理学研究科化学専攻 特任助教

2016年4月-2017年12月 東京工業大学 科学技術創成研究院 博士研究員

2014年4月-2016年3月 日本学術振興会 特別研究員DC2

専門分野

機能性酸化物材料、薄膜材料、物性物理、応用物理

主要論文

[1] K. Gu, T. Katayama et al., Advanced Functional Materials 30, 2001236 (2020).

[2] T. Katayama et al., Crystal Growth & Design 19, 902 (2019).

[3] T. Katayama et al., Advanced Functional Materials 28, 1704789 (2018).

[4] T. Katayama et al., Chemistry of Materials 30, 1436 (2018).

[5] T. Katayama et al., Journal of Materials Chemistry C 2, 5350 (2014).

受賞

[1] 第45回(2018年秋季)応用物理学会 講演奨励賞

[2] Materials Research Society (MRS 2018) Best Poster Award Nominee

[3] 第39回(2017年度)応用物理学会 論文奨励賞

[4] European Materials Research Society (E-MRS 2014) Best Poster Award

所属学会

応用物理学会

原著論文 (47)

筆頭論文:20本、責任論文:18本

[47] T. Katayama, A. Chikamatsu, Y. Zhang, S. Yasui, H. Wadati and T. Hasegawa, “Ionic-order engineering in double-perovskite cobaltite”, Chem. Mater. 33, 5675 (2021).

[46] S. Mo, T. Katayama, A. Chikamatsu, M. Kitamura, K. Horiba, H. Kumigashira, T. Hasegawa, “Epitaxial-strain-induced spontaneous magnetization in polar Mn2Mo3O8”  Chem. Mater. 33, 7713 (2021).

[45] J. Kasahara, T. Katayama, S. Mo, A. Chikamatsu, Y. Hamasaki, S. Yasui, M. Itoh, and T. Hasegawa, “Room-temperature antiferroelectricity in multiferroic hexagonal rare-earth ferrites”, ACS Appl. Mater. Interfaces 13, 4230 (2021).

[44] T. Katayama, S. Mo, Y. Kurauchi, A. Chikamatsu and T. Hasegawa, “Synthesis and Magnetism of MoCo2O4 Spinel Thin Films”, Thin Solid Films 728, 138696 (2021).

[43] A. Chikamatsu, T. Katayama, T. Maruyama, M. Kitamura, K. Horiba, H. Kumigashira, H. Wadati, and T. Hasegawa, “Investigation of the electronic states of A-site layer-ordered double perovskite YBaCo2Ox (x = 5.3 and 6) thin films by X-ray spectroscopy”, Appl. Phys. Lett. 118, 012401 (2021).

[42] Y. Hamasaki, S. Yasui, T. Katayama, T. Kiguchi, S. Sawai and M. Itoh, “Ferroelectric and magnetic properties in ε-Fe2O3 epitaxial film”, Appl. Phys. Lett. in press.

[41] Y. Zhang, H. Wang, K. Tachiyama, T. Katayama, Y. Zhu, S. Wu, H. Li, J. Fang, Q. Li, Y. Shi, L. Wang, Z. Fu, F. Xu, J. Yu, S. Yasui, and M. Itoh, “Single-crystal synthesis of ε-Fe2O3-type oxides exhibiting room-temperature ferrimagnetism and ferroelectric polarization”, Cryst. Growth Des. 21, 4904 (2021).

[40] H. Wang, Y. Zhang, K. Tachiyama, Z. Xia, J. Fang, Q. Li, G. Cheng, Y. Shi, J. Yu, T. Katayama, S. Yasui, M. Itoh, “Large polarization switching and high-temperature magnetoelectric coupling in multiferroic GaFeO3 systems”, Inorg. Chem. 60, 1, 225 (2021).

[39] K. Gu, T. Katayama, S. Yasui, A. Chikamatsu, S. Yasuhara, M. Itoh, and T. Hasegawa, “Simple method to obtain large-size single-crystalline oxide sheets”, Adv. Funct. Mater. 30, 2001236 (2020).

[38] Y. Hamasaki, T. Katayama, S. Yasui, T. Shiraishi, A. Akama, T. Kiguchi, T. Taniyama, and M. Itoh, “Switchable third ScFeO3 polar ferromagnet with YMnO3-type structure”, J. Mater. Chem. C 8, 4447 (2020).

[37] T. Maruyama, A. Chikamatsu, T. Katayama, K. Kuramochi, H. Ogino, M. Kitamura, K. Horiba, H. Kumigashira, and T. Hasegawa, “Influence of fluorination on electronic states and electron transport properties of Sr2IrO4 thin films”, J. Mater. Chem. C 8, 8268 (2020).

[36] B. N. Rao, S. Yasui, T. Katayama, A. Taguchi, H. Moriwake, Y. Hamasaki, and M. Itoh, “Investigation of ferrimagnetism and ferroelectricity in AlxFe2-xO3 thin films”, J. Mater. Chem. C 8, 706 (2020).

[35] S. Yasuhra, Y. Hamasaki, T. Katayama, T. Ao, Y. Inaguma, H. Hojo, M. Karppinen, A. Philip, S. Yasui, and M. Itoh, “Modulating the Structure and Magnetic Properties of ε-Fe2O3Nanoparticles via Electrochemical Li+ Insertion”, Inorg. Chem. 59, 7, 4357 (2020).

[34] A. Chikamatsu, T. Maruyama, T. Katayama, Y. Su, Y. Tsujimoto, K. Yamaura, M. Kitamura, K. Horiba, H. Kumigashira, and T. Hasegawa, “Electronic properties of perovskite strontium chromium oxyfluoride epitaxial thin films fabricated via low-temperature topotactic reaction”, Phys. Rev. Mater. 4, 025004 (2020).

[33] B. N. Rao, S. Yasui, Y. Han, Y. Hamasaki, T. Katayama, T. Shirashi, T. Kiguchi, and M. Itoh, “Redox-based multilevel resistive switching in AlFeO3 thin-film heterostructures”, ACS Appl. Electron. Mater. 2, 4, 1065 (2020).

[32] T. Katayama, S. Mo, T. Maruyama, A. Chikamatsu, and T. Hasegawa, “Reactive Solid Phase Epitaxy of Layered Aurivillius-type Oxyfluorides Bi2TiO4F2 using Polyvinylidene Fluoride”, Dalton Trans. 48, 5425 (2019).

[31] T. Katayama, Y. Kurauchi, S. Mo, K. Gu, A. Chikamatsu, and T. Hasegawa, “p-type conductivity and room-temperature ferrimagnetism in spinel MoFe2O4 epitaxial thin film”, Cryst. Growth Des. 19, 902 (2019).

[30] T. Katayama, A. Chikamatsu, H. Kumigashira, and T. Hasegawa, “Improved crystalline quality and electric conductivity in infinite-layer SrFeO2 films through Sm substitution”, Appl. Phys. Lett. 114, 232906 (2019).

[29] Y. Kurauchi, T. Katayama, A. Chikamatsu, T. Hasegawa, “Two-dimensional fluorine distribution in a heavily distorted perovskite nickel oxyfluoride revealed by first-principles calculation”, J. Phys. Chem. C 123, 31190 (2019).

[28] S. Mo, Y. Kurauchi, T. Katayama, Y. Hirose, and T. Hasegawa, “Theoretical investigation of the role of the nitride Ion in the magnetism of oxynitride MnTaO2N”, J. Phys. Chem. C 123, 25379 (2019).

[27] A. Chikamatsu, Y. Suzuki, T. Maruyama, T. Onozuka, T. Katayama, D. Ogawa, and T. Hasegawa, “Selective fluorination of perovskite iron oxide/ruthenium oxide heterostructures via a topotactic reaction”, Chem. Commun. 55, 2437 (2019).

[26] S. Yasui, T. Katayama, T. Osakabe, Y. Hamasaki, T. Taniyama, and M. Itoh, “Ferroelectric and Ferrimagnetic properties of ε-RhxFe2-xO3 thin films”, J. Ceram. Soc. Jpn. 127, 474 (2019).

[25] K. Tachiyama, S. Yasui, B. N. A. Rao, T. Dazai, T. Usami, T. Taniyama, T. Katayama, Y. Hamasaki, J. Yu, H. He, H. Wang, and M. Itoh, “Magnetic Properties of Single Crystal GaFeO3”, MRS Adv. 4, 61 (2019).

[24] . N. A. Rao, S. Yasui, T. Katayama, and M. Itoh, “Fabrication and Characterization of Multiferroic Al5Fe1.5O3 Epitaxial Thin Films”, MRS Adv. 4, 539 (2019).

[23] M. Zhang, S. Yasui, T. Katayama, B. N. Rao, H. Wen, X. Pan, M. Tang, F. Ai, and M. Itoh, “Epitaxial Growth of Orthorhombic GaFeO3Thin Films on SrTiO3(111) Substrates by Simple Sol-gel Method”, Materials 12, 254 (2019).

[22] T. Katayama, S. Yasui, Y. Hamasaki, T. Shiraishi, A. Akama, T. Kiguchi, and M. Itoh, “Ferroelectric and magnetic properties in room-temperature multiferroic GaxFe2-xO3 epitaxial thin films”, Adv. Funct. Mater. 28, 1704789 (2018).

[21] T. Katayama, S. Yasui, T. Osakabe, Y. Hamasaki, and M. Itoh, “Ferrimagnetism and ferroelectricity in Cr-substituted GaFeO3 epitaxial films”, Chem. Mater. 30, 1436 (2018).

[20] T. Katayama, A. Chikamatsu, Y. Hirose, M. Minohara, H. Kumigashira, I. Harayama, D. Sekiba, and T. Hasegawa, “Ferromagnetism with strong magnetocrystalline anisotropy in A-site ordered perovskite YBaCo2O6 epitaxial thin film prepared via wet-chemical topotactic oxidation”, J. Mater. Chem. C 6, 3445 (2018).

[19] T. Katayama, T. Osakabe, S. Yasui, Y. Hamasaki, B. N. Rao, M. Zhang, and M. Itoh, “Effect of Cr Substitution on Ferrimagnetic and Ferroelectric Properties of GaFeO3 Epitaxial Thin Films”,  Appl. Phys. Lett. 113, 162901 (2018).

[18] A. Chikamatsu, K. Kawahara, T. Shiina, T. Onozuka, T. Katayama, T. Hasegawa, “Fabrication of fluorite-type fluoride Ba5Bi0.5F2.5 thin films by fluorination of perovskite BaBiO3 precursors with polyvinylidene fluoride”,  ACS Omega 3, 13141 (2018).

[17] T. Katayama, S. Yasui, Y. Hamasaki, T. Osakabe, and M. Itoh, “Chemical tuning of room-temperature ferrimagnetism and ferroelectricity in ε-Fe2O3-type multiferroic oxide thin films”, J. Mater. Chem. C 5, 12597 (2017).

[16] T. Katayama, S. Yasui, Y. Hamasaki, and M. Itoh, “Control of crystal-domain orientation in multiferroic Ga6Fe1.4O3 epitaxial thin films”, Appl. Phys. Lett. 110, 212905 (2017).

[15] T. Onozuka, A. Chikamatsu, T. Katayama, Y. Hirose, I. Harayama, D. Sekiba, E. Ikenaga, M. Minohara, H. Kumigashira, and T. Hasegawa, “Reversible changes in resistance of perovskite nickelate NdNiO3 thin films induced by fluorine substitution”, ACS Appl. Mater. Interfaces9, 10882 (2017).

[14] K. Kawahara, A. Chikamatsu, T. Katayama, T. Onozuka, D. Ogawa, K. Morikawa, E. Ikenaga, Y. Hirose, I. Harayama, D. Sekiba, T. Fukumura, and T. Hasegawa, “Topotactic fluorination of perovskite strontium ruthenate thin films using polyvinylidene fluoride”,  CrystEngComm 19, 313 (2017).

[13] Y. Kurauchi, H. Kamisaka, T. Katayama, A. Chikamatsu, T. Hasegawa, “First-principles calculations on the crystal/electronic structure and phase stability of H-doped SrFeO2”, J. Phys. Chem. C 121, 7478 (2017).

[12] T. Katayama, Y. Hamasaki, S. Yasui, A. Miyahara, M. Itoh, “Epitaxial thin film growth of garnet-, GdFeO3-, and YMnO3-type LuFeO3 using pulsed laser deposition”, Thin Solid Films 642, 41 (2017).

[11] T. Katayama, S. Yasui, Y. Hamasaki, and M. Itoh, “Electric transport characteristics of gallium iron oxide epitaxial thin film”, MRS Adv. 2, 3459 (2017).

[10] T. Onozuka, A. Chikamatsu, T. Katayama, T. Fukumura and T. Hasegawa, “Formation of defect-fluorite structured NdNiOxHy epitaxial thin films via soft chemical route from NdNiO3 precursor”, Dalton Trans. 45, 12114 (2016).

[9] T. Katayama, A. Chikamatsu, H. Kamisaka, H. Kumigashira, and T. Hasegawa, “Experimental and theoretical investigation of electronic structure of SrFeO3-xFx epitaxial thin films prepared via topotactic reaction”,  Appl. Phys. Express 9, 025801 (2016). (Selected as Spotlight)

[8] T. Katayama, A. Chikamatsu, K. Yamada, K. Shigematsu, T. Onozuka, M. Minohara, H. Kumigashira, E. Ikenaga, and T. Hasegawa, “Epitaxial growth and electronic structure of oxyhydride SrVO2H thin films”, J. Appl. Phys. 120, 085305 (2016).

[7] T. Katayama, A. Chikamatsu, T. Fukumura, and T. Hasegawa, “Topotactic reductive synthesis of A-site cation-ordered perovskite YBaCo2Ox (x = 4.5−5.5) epitaxial thin films”, Jpn. J. Appl. Phys. 55, 04EJ05 (2016).

[6] K. Kurita, A. Chikamatsu, K. Shigematsu, T. Katayama, H. Kumigashira, T. Fukumura, T. Hasegawa, “Effects of Cr substitution on the magnetic and transport properties and electronic states of SrRuO3 epitaxial thin films”, Phys. Rev. B 92, 115153 (2015).

[5] T. Katayama, A. Chikamatsu, Y. Hirose, T. Fukumura, and T. Hasegawa, “Topotactic reductive fluorination of strontium cobalt oxide epitaxial thin films”, J. Sol-Gel Sci. Technol. 73, 527 (2015).

[4] T. Katayama, A. Chikamatsu, H. Kamisaka, Y. Yokoyama, Y. Hirata, H. Wadati, T. Fukumura, and T. Hasegawa, “Topotactic synthesis of strontium cobalt oxyhydride thin film with perovskite structure”, AIP Adv. 5, 107147 (2015).

[3] T. Katayama, A. Chikamatsu, Y. Hirose, R. Takagi, H. Kamisaka, T. Fukumura, and T. Hasegawa, “Topotactic fluorination of strontium iron oxide thin films using polyvinylidene fluoride”, J. Mater. Chem. C 2, 5350 (2014).

[2] T. Katayama, A. Chikamatsu, Y Hirose, H. Kumigashira, T. Fukumura, and T. Hasegawa, “Metallic conductivity in infinite-layer strontium iron oxide thin films reduced by calcium hydride”, J. Phys. D: Appl. Phys. 47, 135304 (2014).

[1] A. Chikamatsu, T. Matsuyama, T. Katayama, Y. Hirose, H. Kumigashira, M. Oshima, T. Fukumura, T. Hasegawa, “Electronic and transport properties of Eu-substituted infinite-layer strontium ferrite thin films”, J. Cryst. Growth 378, 165 (2013).

招待講演 (3)

[3] 片山 司, “ダブルペロブスカイト型GdBaCo2Ox薄膜(x = 5.5−6)の磁気・輸送特性”, 2019春季応用物理学会 応用物理学会 講演奨励賞受賞記念講演

[2] T. Katayama, S. Yasui, Y. Hamasaki, M. Itoh, “Ferroelectric and Magnetic Properties in Room-Temperature Multiferroic GaFeO3-type Thin Films”, 2018年第42回磁気学会

[1] T. Katayama, “Experimental and Theoretical Investigation of Electronic Structure of SrFeO3-xFx Epitaxial Thin Films Prepared via Topotactic Reaction”, 2017秋季応用物理学会 応用物理学会 論文奨励賞受賞記念講演

学会発表 (20)

[20] 片山 司, 近松彰, Zhang Yujun, 和達大樹, 眞柄健斗, 長谷川哲也, “GdBaCo2O5膜の強磁性-反強磁性転移の異方性制御”, 第80回応用物理学会秋季学術講演会, 北海道大学, 2019年9月(ポスター)

[19] T. Katayama, S. Yasui, and M. Itoh, “Ferrimagnetism and Ferroelectricity in Ga5Cr0.5FeO3Epitaxial Thin Films”, 2018 MRS Fall Meeting, USA, 2018. 11 (Poster Award Nominee)

[18] 片山 司, 真柄健斗, 毛司辰, 倉内裕史, 近松彰, 長谷川哲也, “ダブルペロブスカイト型GdBaCo2Ox薄膜(x= 5.5-6)の磁気・輸送特性”, 第79回応用物理学会秋季学術講演会, 名古屋国際会議場, 2018年9月 (講演奨励賞受賞)

[17] 片山 , 安井 伸太郎, 濵嵜 容丞, 森分 博紀, 小西 綾子, 木口 賢紀, 白石 貴久, 赤間 章裕, 伊藤 満, “GaFeO3型マルチフェロイック材料のドメイン構造”, 2017年第78回応用物理学会秋季学術講演会, 福岡国際センター, 2017年9月

[16] T. Katayama, Y. Hamasaki, S. Yasui, M. Itoh, “Magnetic and Dielectric Properties in Room-Temperature Multiferroic GaxFe2-xO3 Epitaxial Thin Films”, Materials Research Society (MRS) 2017 Spring Meeting, USA, 2017. 4

[15] 片山 司, 安井伸太郎, 濵嵜容丞, 越阪部拓也, 伊藤満, “元素置換サイト設計による室温マルチフェロイックGaFeO3型酸化物薄膜の磁気誘電特性制御”, 2017年第64回応用物理学会春季学術講演会, パシフィコ横浜, 2017年3月

[14] 片山 司, 近松彰, 廣瀬靖, 簔原誠人, 組頭広志, 原山勲, 関場大一郎, 長谷川哲也, “Aサイト秩序型ペロブスカ構造YBaCo2O6薄膜の合成と巨大磁気異方性、及びスピン状態遷移の観測”, 2016年第77回応用物理学会学術講演会, 朱鷺メッセ, 2016年9月(ポスター)

[13] 片山 司, 濵嵜容丞, 安井伸太郎, 伊藤 満, “マルチフェロイックGaxFe2−xO3薄膜の磁気誘電特性”, 2016年第77回応用物理学会学術講演会, 朱鷺メッセ, 2016年9月

[12] T. Katayama, A. Chikamatsu, Y. Hirose, T. Fukumura, and T. Hasegawa, “Topotactic reactions of strontium cobalt oxide thin films with metal hydride”, European Materials Research Society (E-MRS) 2015 Fall Meeting, Poland, 2015. 9

[11] T. Katayama, A. Chikamatsu, T. Fukumura, and T. Hasegawa, “Topotactic Reductive Synthesis of A-site Cation-Ordered PerovskiteYBaCo2Ox (= 4.5−5.5) Epitaxial Thin Films”, 2015 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM), Japan, 2015. 9

[10] 片山 司, 近松彰, 福村知昭, 長谷川哲也, “トポタクティック酸化・還元法によるAサイト秩序型ペロブスカイトYBaCo2Ox (x= 4.5−6)エピタキシャル薄膜の作製”, 2015年第62回応用物理学会春季学術講演会, 東海大学, 2015年3月

[9] 片山 司, 近松彰, 神坂英幸, 廣瀬靖, 福村知昭, 長谷川哲也, “ペロブスカイト構造を有するコバルト系ヒドリド酸化物薄膜の作製”, 2014年秋季第75回応用物理学会学術講演会, 北海道大学, 2014年9月

[8] T. Katayama, A. Chikamatsu, Y. Hirose, T. Fukumura, and T. Hasegawa, “Topotactic Fluorination of SrFeO5 and SrCoO2.5 Thin Films by Using Polyvinylidene Fluoride”, European Materials Research Society (E-MRS) 2014 Spring Meeting, France, 2014. 5 (Best Poster Award)

[7] 片山 司, 近松彰, 廣瀬靖, 福村知昭, 長谷川哲也, “PVDFを用いたSrCoO5薄膜のトポタクティックフッ素化反応”, 2014年第61回応用物理学会春季学術講演会, 青山学院大学, 2014年3月(ポスター)

[6] 片山 司, 近松彰, 廣瀬靖, 高木亮介, 神坂英幸, 福村知昭, 長谷川哲也、“トポタクティック反応によるSrFeOx薄膜のフッ素置換”, 2013年秋季第74回応用物理学会学術講演会, 同志社大学, 2013年9月

[5] 片山 司, 近松彰, 廣瀬靖, 福村知昭, 長谷川哲也, “CaH2によるSrFeO2薄膜へのトポタクティック水素注入”, 2013年春季第60回応用物理学会学術講演会, 神奈川工科大学, 2013年3月

[4] T. Katayama, A. Chikamatsu, Y. Hirose, T. Fukumura, and T. Hasegawa, “Metallic conduction behavior in Sm-substituted SrFeO2+δ thin films with infinite-layer structure”, The 17th international conference on molecular beam epitaxy, Japan, 2012.9

[3] 片山 司, 近松彰, 神坂英幸, 廣瀬靖, 福村知昭, 長谷川哲也, “SrFeO2薄膜における輸送特性の基板依存性”, 2012年秋季第73回応用物理学会学術講演会, 愛媛大学, 2012年9月(ポスター)

[2] 片山 司, 近松彰, 廣瀬靖, 福村知昭, 長谷川哲也, “Sr1-xSmxFeO2薄膜の構造と輸送特性”, 2011年秋季第72回応用物理学会学術講演会, 山形大学, 2011年9月

[1] 片山 司, 近松彰, 廣瀬靖, 福村知昭, 長谷川哲也, “Sm置換による絶縁体無限層構造酸化物SrFeO2薄膜の金属化”, 2011年春季第58回応用物理学会学術講演会, 神奈川工科大学, 2011年3月

科研費獲得実績 (4)

[4] 科学研究費補助金 基盤研究(B) 20H02614 高密度ナノドメインが拓く電荷・スピン機能開発(研究代表者)2020年4月1日~2024年3月31日

[3] 科学研究費補助金 若手研究 18K14122 単結晶酸化物シート材料の探索(研究代表者)2018年4月1日~2020年3月31日

[2] 日本学術振興会 研究活動スタート支援 16H06794 GaFeO3型酸化物薄膜を基とした室温マルチフェロイック材料の探索(研究代表者)2016年4月1日~2018年3月31日

[1] 日本学術振興会 特別研究員DC2 14J10064 トポタクティック合成法による新奇酸化物薄膜の創出(研究代表者)2014年4月1日~2016年3月31日