| 1章 人間活動を支える無機材料 1 |
| 1.1 21世紀のものづくりと無機材料 1 |
| 1.2 無機材料の階層構造と機能 2 |
| 1.3 材料テクトニクスの夜明け 3 |
| 2章 基本合成プロセス 5 |
| 2.1 無機機能材料の合成 6 |
| 2.1.1 単結晶の合成 6 |
| 2.1.2 ガラス・非晶体の合成 11 |
| 2.1.3 多結晶・焼結体の合成 18 |
| 2.2 無機‐有機ハイブリッドの合成 25 |
| 2.2.1 無機層状物質を用いた無機‐有機ハイブリッド 26 |
| 2.2.2 ゾル‐ゲル法による無機‐有機ハイブリッド 27 |
| 2.3 無機機能材料の形態制御 28 |
| 2.3.1 ナノ微粒子 28 |
| 2.3.2 薄膜・厚膜 30 |
| 2.3.3 メソポーラス材料 35 |
| 3章 構造解析・キャラクタリゼーション 37 |
| 3.1 材料内部の構造解析 37 |
| 3.1.1 X線回折 37 |
| 3.1.2 透過電子顕微鏡 39 |
| 3.1.3 高分解能電子顕微鏡法 44 |
| 3.1.4 収束電子線回折 47 |
| 3.2 材料内部の組成・状態解析 48 |
| 3.2.1 エネルギー分散型X線分光 48 |
| 3.2.2 電子エネルギー損失分光 51 |
| 3.2.3 走査透過電子顕微鏡 53 |
| 3.2.4 二次イオン質量分析 55 |
| 3.3 材料表面の構造解析 58 |
| 3.3.1 走査電子顕微鏡 58 |
| 3.3.2 走査プローブ顕微鏡 59 |
| 3.4 材料表面の組成・状態解析 63 |
| 3.4.1 電子線マイクロアナライザ 63 |
| 3.4.2 X線光電子分光 65 |
| 4章 電子・イオン伝導材料 68 |
| 4.1 電子伝導性 68 |
| 4.1.1 バンド構造と導電機構 68 |
| 4.1.2 界面を通る電子伝導 72 |
| 4.2 格子欠陥 73 |
| 4.2.1 格子欠陥の種類と表記法 73 |
| 4.2.2 欠陥平衡 74 |
| 4.3 超伝導体 76 |
| 4.4 透明導電体 79 |
| 4.5 ガスセンサ 81 |
| 4.6 太陽電池 85 |
| 4.7 熱電変換材料 87 |
| 4.8 結晶構造とイオン伝導性 90 |
| 4.9 イオン導電体を用いた機能素子の原理 92 |
| 4.10 リチウムイオン電池 94 |
| 4.11 燃料電池 96 |
| 5章 誘電・圧電材料 100 |
| 5.1 基本的な物理量 100 |
| 5.2 誘電性の微視的起源 103 |
| 5.2.1 電子分極 103 |
| 5.2.2 イオン分極 105 |
| 5.2.3 配向分極（双極子分極） 106 |
| 5.2.4 界面分極 108 |
| 5.3 分極の発生から見た誘電体の分類 109 |
| 5.4 圧電性の記述と圧電セラミックス 111 |
| 5.4.1 圧電基本式 111 |
| 5.4.2 電気機械結合 112 |
| 5.4.3 強誘電体と圧電セラミックス 112 |
| 5.5 誘電体の応用 114 |
| 5.5.1 誘電性を用いた応用 114 |
| 5.5.2 圧電性を用いた応用 115 |
| 5.5.3 焦電性を用いた応用 123 |
| 5.5.4 強誘電性を用いた応用 124 |
| 6章 磁性材料 127 |
| 6.1 磁性の起源 128 |
| 6.1.1 原子の磁気モーメント 128 |
| 6.1.2 常磁性と反磁性 129 |
| 6.1.3 結晶における軌道磁気モーメントの消失 130 |
| 6.2 磁気的秩序と結晶構造 131 |
| 6.2.1 強磁性と反強磁性，フェリ磁性 131 |
| 6.2.2 磁気的規則配列の原因 133 |
| 6.3 実用材料における結晶構造と磁性 135 |
| 6.3.1 スピネル構造と磁性 135 |
| 6.3.2 プランバイト構造と磁性 140 |
| 6.3.3 ガーネット構造と磁性 142 |
| 6.3.4 ペロブスカイト型構造と磁性 144 |
| 6.4 磁気応用を支配する磁化特性 145 |
| 6.4.1 ソフト磁性材料 146 |
| 6.4.2 永久磁石材料 147 |
| 6.4.3 磁気記録材料 148 |
| 6.5 スピントロニクス 149 |
| 6.5.1 異方性磁気抵抗効果と巨大磁気抵抗効果 149 |
| 6.5.2 スピントンネル磁気抵抗効果 151 |
| 6.5.3 強相関電子による巨大磁気抵抗効果 152 |
| 6.5.4 希薄磁性半導体におけるキャリア誘起強磁性 153 |
| 7章 光学材料 155 |
| 7.1 発光材料とレーザ 155 |
| 7.1.1 固体の光吸収 155 |
| 7.1.2 固体からの発光 157 |
| 7.1.3 発光材料 158 |
| 7.1.4 レーザ材料 161 |
| 7.2 光ファイバ 163 |
| 7.2.1 光通信の原理 164 |
| 7.2.2 光ファイバ材料 165 |
| 7.2.3 光通信用デバイス 166 |
| 7.3 電気光学，磁気光学，非線形光学，光変調素子 168 |
| 7.3.1 電気光学効果と非線形光学効果 169 |
| 7.3.2 電気光学材料と非線形光学材料 171 |
| 7.3.3 磁気光学効果 174 |
| 7.3.4 磁気光学材料 176 |
| 7.4 光メモリ 178 |
| 7.4.1 相変化型光メモリ 178 |
| 7.4.2 光磁気記録材料 178 |
| 8章 カーボン材料 181 |
| 8.1 炭素原子の結合様式と電子配置 181 |
| 8.2 ダイヤモンド 182 |
| 8.2.1 ダイヤモンドの構造と性質 182 |
| 8.2.2 ダイヤモンドの合成 183 |
| 8.2.3 ダイヤモンドの応用 184 |
| 8.3 グラファイト 185 |
| 8.4 フラーレン 186 |
| 8.4.1 フラーレンの構造と特性 186 |
| 8.4.2 フラーレンの合成法 188 |
| 8.4.3 フラーレンの応用 188 |
| 8.5 カーボンナノチューブ 189 |
| 8.5.1 カーボンナノチューブの構造 189 |
| 8.5.2 カーボンナノチューブの電気的特性 191 |
| 8.5.3 カーボンナノチューブの合成法 193 |
| 8.5.4 カーボンナノチューブの応用 196 |
| 8.6 終わりに 199 |
| 9章 生体材料 200 |
| 9.1 生体材料としてのセラミックスの役割 200 |
| 9.2 生体材料としてのセラミックスの歴史 201 |
| 9.3 セラミックスの機械的性質 202 |
| 9.4 材料として見た骨の特徴 204 |
| 9.4.1 骨の構造と組成 204 |
| 9.4.2 骨の機能とその修復 205 |
| 9.5 骨や関節を修復するセラミックス 207 |
| 9.5.1 生体不活性セラミックス 207 |
| 9.5.2 生体活性セラミックス 208 |
| 9.5.3 生体活性セラミックスと骨組織の結合機構 212 |
| 9.5.4 生体吸収性セラミックス 215 |
| 9.5.5 リン酸カルシウムペースト 216 |
| 9.6 歯科領域で用いられるセラミックス 217 |
| 9.6.1 骨の機能と構造 217 |
| 9.6.2 歯科用陶材 218 |
| 9.6.3 充填材およびセメント 219 |
| 9.7 セラミックスの生体機能を活かす複合材料とコーティング 220 |
| 9.7.1 複合材料 220 |
| 9.7.2 ヒドロキシアパタイトのコーティング 220 |
| 9.7.3 カーボンによるコーティング 221 |
| 9.8 生体機能を修復するセラミックスの新しい設計 222 |
| 9.8.1 生体の自己修復を促進するセラミックス 222 |
| 9.8.2 無機‐有機ナノハイブリッド（ナノ複合材料） 222 |
| 9.8.3 生体中の反応を模倣した材料設計 224 |
| 9.9 終わりに 224 |
| 10章 環境関連材料 227 |
| 10.1 環境触媒材料 228 |
| 10.1.1 光触媒 228 |
| 10.1.2 ゼオライト触媒 234 |
| 10.1.3 排ガス浄化触媒 236 |
| 10.2 環境浄化材料 239 |
| 10.2.1 吸着剤 239 |
| 10.2.2 イオン交換体 240 |
| 10.3 多孔性セラミックスとフィルタ材料 243 |
| 10.3.1 多孔性セラミックスの合成 243 |
| 10.3.2 多孔性セラミックスフィルタ 244 |
| 索引 249 |
| コラム |
| マイクロ燃料電池 98 |
| 自然に学ぶマグネタイトの新しい可能性 138 |
| 自然界が作成した光ファイバ 167 |
| フォトニック結晶 172 |
| グラフェン 192 |
| がん治療に用いられるセラミックス 225 |
| 撥水性と超親水性 233 |
