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低温合成を用いた新規複合酸化物の合成と物性評価

Research Project

Project/Area Number 10J00584
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Inorganic chemistry
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

山本 隆文  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2010 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2012: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords低温合成 / 平面四配位 / ペロブスカイト / 鉄酸化物 / 高圧 / スピン転移 / 構造相転移 / 元素置換
Research Abstract

低温合成を用いた新規複合酸化物の合成を行った。
具体的には平面四配位鉄を持つ無限層鉄酸化物SrFeO_2のSrサイトをより大きなBaで置換することにより,負の化学圧力効果を調べた。(Sr_<1-χ>Ba_χ)FeO_2(0≦χ≦1)は,高温固相反応で得られるペロブスカイト鉄酸化物(Sr_<1-χ>Ba_χ)FeO_<3-δ>δ≦0.5)を母体として,還元剤であるCaH_2やNaHを低温(<400℃)で反応させることにより,0≦χ≦1のすべての範囲で合成することに成功した。
(Sr_<1-χ>Ba_χ)FeO_2ではχ≦0.3の範囲でSrFeO_2と同様の無限層構造を保つのに対し,χ≧0.4で構造相転移を起こし,過去に報告のない新しいタイプの欠損型ペロブスカイト構造となった(BaFeO_2構造)(2012年J. Am. Chem. Soc.誌)。今までの報告された鉄平面四配位を持つ物質では他の配位状態と共存する物質がなかったのに対し,BaFeO_2構造では平面四配位と八面体配位,三角配位などが共存している。このことは今後,鉄の平面四配位と他の配位状態を組み合わせたもっと多くの物質を設計できる可能性を示している。すなわち既存の平面四配位鉄酸化物の枠組みを超えた新しい物質群を開拓したといえる。また,ABO_3の組成を持つペロブスカイト構造は無機物質において一般的な構造であり,組成の多様性と豊富な物性から盛んに研究が行われてきた。欠損を持ったペロブスカイト構造ABO_<3-δ>に関する研究もたくさんの報告があるが,多量に酸素が欠損したABO_2構造のバリエーションはほとんどなかった。その点で新しいABO2の構造を提示したことは,大変興味深く低温合成法の有用性を示している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

低温合成法を用いて新規物質である(Sr_<1-x>Ba_x)FeO_2の合成に成功し、それらの興味深い構造や物性を見出すことに成功している。その結果が化学系で最高峰の雑誌の一つであるJ. Am. Chem. Soc.誌に掲載された。

Report

(3 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2013 2012 2011 2010

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results) Presentation (13 results)

  • [Journal Article] (Sr_<1-x>Ba_x)FeO_2 (0.4≦x≦1) : a New Oxygen-Deficient Perovskite Structure2012

    • Author(s)
      T. Yamamoto, et al.
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 134 Issue: 28 Pages: 11444-11454

    • DOI

      10.1021/ja3007403

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Oxyhydrides of (Ca, Sr, Ba)TiO_3 perovskite solid solution2012

    • Author(s)
      T. Sakaguchi, T. Yamamoto, et al.
    • Journal Title

      Inorg. Chem.

      Volume: 51 Issue: 21 Pages: 11373-11376

    • DOI

      10.1021/ic300859n

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Quadruple-Layered Perovskite (CuCl)Ca2NaNb4O132012

    • Author(s)
      A.Kitada, et al
    • Journal Title

      J.Solid State Chem.

      Volume: 185 Pages: 10-17

    • DOI

      10.1016/j.jssc.2011.10.038

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    • Author(s)
      R.Tamura, et al
    • Journal Title

      Phys.Rev.B

      Volume: 84 Issue: 21

    • DOI

      10.1103/physrevb.84.214408

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  • [Journal Article] BaFeO3 : A Ferromagnetic Iron Oxide2011

    • Author(s)
      H.Hayashi, et al
    • Journal Title

      Angew.Chem.Int.Ed.

      Volume: 50 Pages: 12547-12550

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    • Author(s)
      T.Yamamoto, et al
    • Journal Title

      Inorg.Chem.

      Volume: 50 Issue: 22 Pages: 11787-11794

    • DOI

      10.1021/ic201901a

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    • Author(s)
      L.Seinberg, et al
    • Journal Title

      Inorg.Chem.

      Volume: 50 Issue: 9 Pages: 3988-3995

    • DOI

      10.1021/ic102467u

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    • Author(s)
      T.Yamamoto, et al
    • Journal Title

      J.Am.Chem.Soc.

      Volume: 133 Issue: 15 Pages: 6036-6043

    • DOI

      10.1021/ja200410z

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  • [Journal Article] Pressure-Induced Structural, Magnetic and Transport Transitions in the Two-Legged Ladder Sr_3Fe_2O_52011

    • Author(s)
      T.Yamamoto, et al.
    • Journal Title

      Journal of The American Chemical Society

      Volume: Available online

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    • Author(s)
      T.Yamamoto, et al.
    • Journal Title

      Inorganic Chemistry

      Volume: 49 Pages: 5957-5962

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      2013-03-23
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      山本隆文
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      東京工業大学
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      2013-03-17
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      山本隆文
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      日本学術会議物性物理学 一般物理学分科会シンポジウム
    • Place of Presentation
      日本学術会議講堂
    • Year and Date
      2013-01-15
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    • Author(s)
      山本隆文
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      第51会セラミック基礎科学討論会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター
    • Year and Date
      2013-01-09
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    • Author(s)
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    • Organizer
      日本中性子科学会 第12回年会
    • Place of Presentation
      京都大学(招待講演)
    • Year and Date
      2012-12-11
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  • [Presentation] (Sr_<1-x>Ba_x)FeO_2 (0.4≦x≦1):新規酸素欠損型ペロブスガイド構造2012

    • Author(s)
      山本隆文
    • Organizer
      日本セラミックス協会 秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2012-09-19
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  • [Presentation] Pressure-Induced Transitions in the Rock Salt Intergrowth Structures2012

    • Author(s)
      Takafumi Yamamoto
    • Organizer
      Gordon Research Conference, Solid State Chemistry
    • Place of Presentation
      Colby-Sawyer College(アメリカ)
    • Year and Date
      2012-07-22
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    • Author(s)
      山本隆文
    • Organizer
      日本セラミックス協会年会
    • Place of Presentation
      京都大学
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      2012-03-21
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  • [Presentation] Pressure-Induced Structural, Magnetic and Transport Transitions in the Two-Legged Ladder Sr3Fe2O52012

    • Author(s)
      山本隆文
    • Organizer
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    • Place of Presentation
      Boston, USA
    • Year and Date
      2012-02-29
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      山本隆文
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    • Place of Presentation
      お台場、東京
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      2011-03-06
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    • Author(s)
      Takafumi Yamamoto
    • Organizer
      Pacifichem 2010
    • Place of Presentation
      Hawai, USA
    • Year and Date
      2010-12-18
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Published: 2010-12-03   Modified: 2024-03-26  

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