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層状ペロブスカイト―有機複合体の作製及びその光応答性電気伝導への応用

研究課題

研究課題/領域番号 10555221
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 無機材料・物性
研究機関早稲田大学

研究代表者

菅原 義之  早稲田大学, 理工学部, 教授 (50196698)

研究分担者 杉本 渉  信州大学, 繊維学部, 助手 (20313843)
黒田 一幸  早稲田大学, 理工学部, 教授 (90130872)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
10,700千円 (直接経費: 10,700千円)
2000年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
1999年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
1998年度: 5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
キーワード層状ペロブスカイト / Aurivillius相 / 酸処理 / プロトン型化合物 / インターカレーション / フォトクロミズム / 酸化還元反応 / 電気伝導性 / 無機-有機複合体 / 有機修飾 / アルコール / カルボン酸 / 低酸化Nb / 光化学的性質 / 無機・有機複合体 / アルキルアミン
研究概要

1)新しいH型層状ペロブスカイトの合成
層状ペロブスカイトは既存の構造・組成にそれほど多様性がないため、新しい層状ペロブスカイトを合成するルートを開発した。Aurivillius相(Bi_2O_2[A_<n-1>B_nO_<3n+1>])(n=3,A=(Sr, Na),B=Nb ; n=2,A=Sr, B=Ta ; n=2,Aイオンなし,B=W)を酸処理し、Bi_2O_2層を選択的に溶出させると、電荷補償のために層間にプロトンが導入され、新しいH型層状ペロブスカイトが得られた。
2)有機誘導体型無機-有機複合体の合成
H型層状ペロブスカイトH[LaNb_2O_7]と各種アルコールの反応により、層表面にアルコキシル基を持つ層状ペロブスカイトを合成した。これを中間体とすることにより、直接反応しないようなバルキーなアルコールで層表面を修飾できることが明らかとなった。また、同様に中間体を用いる手法により、末端にOH基を持つジメチルシロキサン(HO(SiMe_2O)_nH)が層表面を修飾することを明らかにした。
3)インターカレーション型無機-有機複合体の合成
1)で作製した新しいH型層状ペロブスカイトH_<1.8>[Bi_<0.2>Sr_<0.8>Nb_2O_7]とn-アルキルアミンとの反応により、層間でアンモニウムイオンを形成する酸塩基反応によりn-アルキルアミンをインターカレートさせることに成功した。
4)光照射によるフォトクロミズムの出現
2)で作製したメトキシド修飾H[LaNb_2O_7]に空気中で紫外光を照射したところ、青色に着色した。これを放置すると徐々に退色したが、再度紫外光を照射することにより再度着色した。電気抵抗値を2端子法で測定したところ、光照射により電気抵抗は減少し、退色に伴い徐々に増加した。

報告書

(4件)
  • 2001 研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (15件)

  • [文献書誌] W.Sugimoto et al.: "Synthesis and Structures of Carrier Doped Titanates with the Ruddleesden-Popper Structure (Sr_<0.95>La_<0.05>)_<n+1>Ti_nO3_<n+1-δ>(n=1,2)"Solid State Ionics. 108. 315-319 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.Sugimoto et al.: "New Conversion Reaction of an Aurivillius Phase into the Protonated Form of the Layered Perovskite by the Selective Leaching of the Bismuth Oxide Sheet"J.Am.Chem.Soc.. 121. 11602-11603 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.Sugimoto et al.: "Structure and Semiconducting Properties of Carrier-Doped Niobates with a Four-Layered Perovskite Structure"J.Solid State Chem.. 148. 508-551 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Shirata et al.: "Conversion of an Aurivillius Phase Bi_2SrNaNb_3O_<12> into Its Protonated Form via Treatment with Various Mineral Acids"Mater.Res.Soc.Symp.Proc.. 658. GG6.24.1-GG6.24.5 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Sugahara et al.: "Preparation of a Protonated Form of a Layered Perovskite by Selective Leaching of Bismuth Oxide Sheets"Proe.18th International Japan-Korea Seminar on Ceramics. 203-207 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Tsunoda et al.: "Preparation and HREM Characterization of a Protonated Form of a Layered Perovskit Tantalate from an Aurivillius Phase Bi_2SrTa_2O_9 via Acid Treatment"Inorg.Chem.. 40. 5768-5771 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sugimoto, W., Shirata, M., Takemoto, M., Hayami, S., Sugahara, Y. & Kuroda, K.: "Synthesis and Structures of Carrier Doped Titanates with the Ruddleesden-Popper Structure (Sr_<0.95>La_<0.05>)_<n+1>Ti_nO3_<n+1-δ> (n=1,2)"Solid State Ionics. 108. 315-319 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sugimoto, W., Shirata, M., Sugahara, Y. & Kuroda, K.: "New Conversion Reaction of an Aurivillius Phase into the Protonated Form of the Layered Perovskite by the Selective Leaching of the Bismuth Oxide Sheet"J. Am. Chem. Soc.. 121. 11602-3 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shirata, M., Tsunoda, Y., Sugimoto, W. & Sugahara, Y.: "Conversion of an Aurivillius Phase Bi_2SrNaNb_3O_<12> into Its Protonated Form via Treatment with Various Mineral Acids"Mater. Res. Soc. Symp. Proc.. 658. GG6.24.1-5 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sugimoto, W., Ohkawa, H., Naito, M., Sugahara, Y. & Kuroda, K.: "Structure and Semiconducting Properties of Carrier-Doped Niobates with a Four-Layered Perovskite Structure"J. Solid State Chem.. 148. 508-513 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sugahara, Y., Tsunoda, Y., Shirata, M. & Sugimoto, W.: "Preparation of a Protonated Form of a Layered Perovskite by Selective Leaching of Bismuth Oxide Sheets"Proc. 18th Internat. Japan-Korea Seminar on Ceram. 203-207 (Kagoshima). 2001.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsunoda, Y., Shirata, M., Sugimoto, W., Y., Liu, Z., Terasaki, O., Kuroda, K. & Sugahara, Y.: "Preparation and HREM Characterization of a Protonated Form of a Layered Perovskite Tantalate from an Aurivillius Phase Bi_2SrTa_2O_9 via Acid Treatment"Inorg. Chem.. 40. 5768-71 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masashi,Shirata. et al.: "Conversion of an Aurivillius Phase Bi_2SrNaNb_3O_<12> into Its Ptotonated Form Via Treatment with Various Mineral Acids"Materials Research Society Symposium Proceedings. (in Press).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Sugimoto et al.: "New Conversion Reaction of an Aurivillius Phase into the Protonated Form of the Layered Perovskite by the Selective Leaching of the Bismuth Oxide Sheet"J. Am. Chem. Soc.. 121. 11602-11603 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Sugimoto et al.: "Synthesis and Structures of Reduced Niobates with Four Perovskite-Like Layers and Their Semiconduction Properties"J. Solid-State Chem.. 148. 508-512 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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