Formation and New Functionality of Metal Oxynitrides Prepared by Gel-nitridation Method

• Project/Area Number: 19350098
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Inorganic industrial materials
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: KIKKAWA Shinichi Hokkaido University, 大学院・工学研究科, 教授 (10127219)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): MOTOHASHI Teruki 北海道大学, 大学院・理学研究院, 准教授 (00323840) ; MASUBUCHI Yuji 北海道大学, 大学院・理学研究院, 助教 (80466440)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥20,410,000 (Direct Cost: ¥15,700,000、Indirect Cost: ¥4,710,000); Fiscal Year 2008: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2007: ¥16,640,000 (Direct Cost: ¥12,800,000、Indirect Cost: ¥3,840,000)
• Keywords: 無機固体化学 / 無機合成 / 結晶・多結晶材料 / ハイブリッド材料 / 電気・磁気的性質 / 光学的性質

Research Abstract

ゲル化窒化合成法により、様々な酸窒化物を創出した。酸化物および窒化物イオンが金属イオンと結合すると、それらの様々な相互配置によって、高い機能性の現れることを明らかにした。
1)酸窒化ガリウムでは3d遷移金属の種類によって特異なドープ挙動を示した。NiやCoはごく少量しかドープできないが、繊維状の結晶が生成した。
2)立方晶ペロブスカイトEuTaO_2Nは正方晶マイクロドメインの集合体であることが判明し、大きな誘電率の起源と考えられた。
3)Nb-Al系では、岩塩型の新しい複金属酸窒化物が生成した。1700℃でホットプレスによりポストアニールすると、超伝導体の体積分率は48%まで増加した。

Research Products

• [Journal Article] Optical properties of oxynitridepowders (2009)
  • Author(s): F. Tessier, P. Maillard, F. Chevire, K. Domen, S. Kikkawa
  • Journal Title: J.Cer. Soc. Jpn. 117(1) Pages: 1-5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structural studyof gallium oxynitrides prepared byammonolysis of different oxide precursors (2009)
  • Author(s): X. Cailleaux, Maria del Carmen Marco de Lucas, O. Merdrignac-Conanec, F. Tessier, K.Nagasaka and S. Kikkawa
  • Journal Title: J. Phys. D : Appl. Phys. 42
• [Journal Article] Niobium-aluminum oxynitride prepared by ammonolysis of oxide precursor obtained through the citrate route (2009)
  • Author(s): S. Yamamoto, Y. Masubuchi, T. Takeda and S. Kikkawa
  • Journal Title: J. Alloys and Compd. (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Optical properties of oxynitride powders (2009)
  • Author(s): F. Tessier, P. Maillard, F. Chevir, K. Domen and S. Kikkawa
  • Journal Title: J. Cer. Soc. Jpn. 117(1) Pages: 1-5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structural study of gallium oxynitrides prepared by ammonolysis of different oxide precursors (2009)
  • Author(s): X. Cailleaux, Maria del Carmen Marcode Lucas, O. Merdrignac-Ctnanec, F. Tessier. K. Nauasaka and S. Kikkawa
  • Journal Title: J. Phys. D : Appl. Phys. 42 Pages: 45408-45408
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Manganese doped gallium oxynitride prepared by nitridation of citrate precursor (2008)
  • Author(s): S. Kikkawa, S. Ohtaki, T. Takeda, A. Yoshiasa, T. Sakurai and Y. Miyamoto
  • Journal Title: J. Alloys. & Compd. 450 Pages: 152-156
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Crystal structureand optical properties of oxynitriderare-earth tantalates RTa-(O,N)(R=Nd,Gd,Y) (2008)
  • Author(s): S. Kikkawa, T. Takeda, A. Yoshiasa, P Maillard and F. Tessier
  • Journal Title: Mater. Res. Bull 43 Pages: 811-818
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chemical synthesis, structureelucidation, and quantum-chemicalmodeling of a Cr^<3+>doped galliumoxynitride made by precursor nitridation (2008)
  • Author(s): S. Yamamoto, S. Kikkawa, Y. Masubuchi, T.Takeda, H. Wolff, R. Dronskowski, and A. Yoshiasa
  • Journal Title: Solid State Commun. 147 Pages: 41-45
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Preparation of aluminum oxynitride bynitridation of a precursor derived fromaluminum-glycine gel and the effects of thepresence of europium (2008)
  • Author(s): S. Kikkawa, N. Hatta and T. Takeda
  • Journal Title: J. Amer. Ceramic Soc. 91(3) Pages: 924-928
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chemical synthesis, structure elucidation, and quantum-chemical modeling of a Cr^3+ doped gallium oxynitride made by precursor nitridation (2008)
  • Author(s): S. Yamamoto, S. Kikkawa, Y. Masubuchi, T. Takeda, H. Wolff, R. Dronskowski and A. Yoshiasa
  • Journal Title: Solid State Commun., 147 Pages: 41-45
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Preparation of aluminum oxynitride by nitridation of a precursor derived from aluminum-glycine gel and the effects of the presence of europium (2008)
  • Author(s): S. Kikkawa, N. Hatta and T. Takeda
  • Journal Title: J. Amer. Ceramic Soc. 91(3) Pages: 924-928
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Manganese doped gallium oxynitride prepared by nitridation of citrate precursor (2008)
  • Author(s): S. Kikkawa, S. Ohtaki, T. Takeda, A.Yoshiasa, T. Sakurai and Y. Miyamoto
  • Journal Title: J. Alloys. & Compd. 450 Pages: 152-156
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Crystal structure and optical properties of oxynitride rare-earth tantalates RTa-(O, N) (R = Nd, Gd, Y) (2008)
  • Author(s): S. Kikkawa, T. Takeda, A. Yoshiasa, P. Maillard and F. Tessier
  • Journal Title: Mater. Res. Bull. 43 Pages: 811-818
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Crystal structure and optical properties of oxynitride rare-earth tantalates RTa-(O,N)(R=Nd, Gd, Y) (2008)
  • Author(s): S. Kikkawa, T. Takeda, A. Yoshiasa, P. Maillard and F. Tessier
  • Journal Title: Mater. Res. Bull. 43 Pages: 811-818
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Preparation and lithium doping of galliumoxynitride by ammonia nitridation via acitrate precursor route (2007)
  • Author(s): S. Kikkawa, K. Nagasaka, T. Takeda, M. Bailey, T. Sakurai and Y. Miyamoto
  • Journal Title: J. Solid State Chem. 180 Pages: 1984-1989
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Preparation and lithium doping of gallium oxynitride by ammonia nitridation via a citrate precursor route (2007)
  • Author(s): S. Kikkawa, K. Nagasaka, T. Takeda, M. Bailey, T. Sakurai and Y. Miyamoto
  • Journal Title: J. Solid State Chem. 180 Pages: 1984-1989
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Niobium-aluminum oxynitride prepared byammonolysis of oxide precursor obtainedthrough the citrate route
  • Author(s): S. Yamamoto, Y. Ohashi, Y. Masubuchi, T. Takeda, T. Motohashi and S. Kikkawa
  • Journal Title: J.Alloys and Compd. (in press)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ゲル化窒化合成した酸窒化物系光機能材料 (2009)
  • Author(s): 吉川信一
  • Organizer: 日本化学会第89春季年会
  • Place of Presentation: 日本大学理工学部船橋キャンパス(船橋市)
  • Year and Date: 2009-03-27
• [Presentation] ゲル化窒化法による酸窒化ガリウムへのCoまたはNi添加効果 (2009)
  • Author(s): 宮明杏実、鱒渕友治、本橋輝樹、武田隆史、吉川信一
  • Organizer: 日本セラミックス協会2009年年会
  • Place of Presentation: 東京理科大学野田キャンパス(千葉県野田市)
  • Year and Date: 2009-03-16
• [Presentation] Oxinitrides- New Functional Ceramic Materials (2008)
  • Author(s): S. Kikkawa, Y. Masubuchi, T. Motohashi
  • Organizer: The 25^<th>International Korea-Japan Seminaron Ceramics, Hotel現代
  • Place of Presentation: Kangnung, Korea
  • Year and Date: 2008-11-19
• [Presentation] Oxinitrides-New Functional Ceramic Materials (2008)
  • Author(s): S. Kikkawa, Y. Masubuchi, T. Motohashi
  • Organizer: The 25^<th> International Korea-Japan Seminar on Ceramics
  • Place of Presentation: Hotel現代(Kangnung, Korea)
  • Year and Date: 2008-11-19
• [Presentation] ぺロブスカイト型酸窒化物EuTa(O,N)_3のゲル化窒化合成とアニール効果 (2008)
  • Author(s): 浜出陽平、鱒渕友治、本橋輝樹、吉川信一
  • Organizer: 平成20年度日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
  • Place of Presentation: 置賜文化ホール(米沢市)
  • Year and Date: 2008-11-06
• [Presentation] ペロブスカイト型酸窒化物EuTa(O, N)_3のゲル化窒化合成とアニール効果 (2008)
  • Author(s): 浜出陽平、鱒渕友治、本橋輝樹、吉川信一
  • Organizer: 平成20年度日本・セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
  • Place of Presentation: 置賜文化ホール(米沢市)
  • Year and Date: 2008-11-06
• [Presentation] ゲル化窒化合成した複金属酸窒化物A_<1-x>B_xO_yN_z (A : Nb, B : Al, Mg)の結晶構造および物性におけるアニール効果 (2008)
  • Author(s): 大橋良央、山本伸一、鱒渕友治、本橋輝樹、吉川信一
  • Organizer: 粉体粉末冶金協会平成20年秋季大会
  • Place of Presentation: 九州大学医学部百年講堂(福岡市)
  • Year and Date: 2008-11-05
• [Presentation] ゲル化窒化合成した複金属酸窒化物A_<1-x>B_xO_yN_z(A : Nb, B : Al, Mg)の結晶構造および物性におけるアニール効果 (2008)
  • Author(s): 大橋良央、山本伸一、鱒渕友治、本橋輝樹、吉川信一
  • Organizer: 粉体粉末冶金協会平成20年秋季大会
  • Place of Presentation: 九州大学医学部百年講堂(福岡市)
  • Year and Date: 2008-11-05
• [Presentation] FGM2008, Synthesis (2008)
  • Author(s): Y. Masubuchi, S. Yamamoto, T. Takeda,
  • Organizer: Structure andProperties of Niobium Aluminum Oxynitrideand Tantalum based Compound Preparedthrough Citrate Route
  • Place of Presentation: 仙台国際センター(仙台市)
  • Year and Date: 2008-09-23
• [Presentation] Synthesis, Structure and Properties of Niobium Aluminum Oxynitride and Tantalum based Compound Prepared through Citrate Route (2008)
  • Author(s): Y. Masubuchi, S. Yamamoto, T. Takeda
  • Organizer: FGM2008
  • Place of Presentation: 仙台国際センター(仙台市)
  • Year and Date: 2008-09-23
• [Presentation] Co, Ni又はZnイオンを共存させて生成した酸窒化ガリウム (2008)
  • Author(s): 宮明杏実、鱒渕友治、武田隆史、本橋輝樹、吉川信一
  • Organizer: 日本セラミックス協会第21回秋季シンポジウム
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場(北九州市)
  • Year and Date: 2008-09-19
• [Presentation] Preparation and Doping of Gallium Oxynitride through Citrate Route (2008)
  • Author(s): S. Kikkawa
  • Organizer: 4^<th> International Workshop on Spinel Nitrides and Related Materials, Hotel Jagdschloss Niederwald
  • Place of Presentation: Ruedesheim/Rhine, Germany
  • Year and Date: 2008-09-01
• [Presentation] オキシナイトライドの低温合成とナノ構造形成 (2008)
  • Author(s): 吉川信一
  • Organizer: 日本セラミックス協会基礎科学部会第42回基礎科学部会セミナー
  • Place of Presentation: 岡山大学創立五十周年記念館(岡山市)
  • Year and Date: 2008-07-29
• [Presentation] 酸窒化ガリウムの生成に及ぼすCo、Ni、Znの添加効果 (2008)
  • Author(s): 宮明杏実、鱒渕友治、吉川信一
  • Organizer: 日本化学会第88回春季年会、立教大学池袋キャンパス
  • Place of Presentation: 東京都
  • Year and Date: 2008-03-27
• [Presentation] ペロブスカイト型酸窒化タンタルにおける酸素・窒素含有量 (2008)
  • Author(s): 浜出陽平、鱒渕友治、吉川信一
  • Organizer: 日本化学会第88回春季年会
  • Place of Presentation: 立教大学池袋キャ、立教大学池袋キャンパス(東京都)
  • Year and Date: 2008-03-27
• [Presentation] ゲル化窒化法によるSiAlONの合成と蛍光体への応用 (2008)
  • Author(s): 葭川充江、鱒渕友治、武田隆史、吉川信一
  • Organizer: 日本セラミックス協会2008年会
  • Place of Presentation: 長岡技術科学大学(長岡市)
  • Year and Date: 2008-03-20
• [Presentation] 酸窒化ニオブおよびタンタル系化合物のゲル化窒化合成と構造および物性 (2008)
  • Author(s): 山本伸一、武田隆史、吉川信一
  • Organizer: 第46回セラミックス基礎科学討論会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場(名古屋市)
  • Year and Date: 2008-01-11
• [Presentation] 酸窒化ニオブおよびタンタル系化合物のゲル化窒化合成と構造及び物性 (2008)
  • Author(s): 山本伸一、鱒渕友治、武田隆史、吉川信一
  • Organizer: 第46回セラミックス基礎科学討論会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場(名古屋)
• [Presentation] ゲル化窒化法によるSiAlON合成と蛍光体への応用 (2008)
  • Author(s): 葭川充江、鱒渕友治、武田隆史、吉川信一
  • Organizer: 日本セラミックス協会2008年年会
  • Place of Presentation: 長岡技術科学大学(長岡)
• [Presentation] ペロブスカイト型酸窒化タンタルにおける酸素・窒素含有量 (2008)
  • Author(s): 浜出陽平、鱒渕友治、吉川信一
  • Organizer: 日本化学会第88春季年会
  • Place of Presentation: 立教大学池袋キャンパス(東京)
• [Presentation] 酸窒化ガリウムの生成に及ぼすCo、 Ni、 Znの添加効果 (2008)
  • Author(s): 宮明杏実、鱒渕友治、吉川信一
  • Organizer: 日本化学会第88春季年会
  • Place of Presentation: 立教大学池袋キャンパス(東京)
• [Presentation] ゲル化窒化法によるSi-Al酸窒化物蛍光体の合成 (2007)
  • Author(s): 葭川充江、武田隆史、吉川信一
  • Organizer: 平成19年度日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
  • Place of Presentation: 秋田県生涯学習センター分館・ジョイナス(秋田市)
  • Year and Date: 2007-11-01
• [Presentation] ペロブスカイト型酸窒化物Ata(O,N)_3へのEu置換(A=Ca,La) (2007)
  • Author(s): 浜出陽平、武田隆史、吉川信一
  • Organizer: 日本化日本化学会北海道支部2007年夏季研究発表会
  • Place of Presentation: 旭川工業高等専門学校(旭川市)
  • Year and Date: 2007-07-21
• [Presentation] ペロブスカイト型酸窒化物ATa(O, N)_3へのEu置換(A=Ca. La) (2007)
  • Author(s): 浜出陽平、武田隆史、吉川信一
  • Organizer: 日本化学会北海道支部2007年夏季研究発表会
  • Place of Presentation: 旭川工業高等専門学校(旭川)
  • Year and Date: 2007-07-21
• [Presentation] ゲル化窒化法によるSi-Al酸窒化物蛍光体の合成 (2007)
  • Author(s): 葭川充江、武田隆史、吉川信一
  • Organizer: 日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
  • Place of Presentation: 秋田県生涯学習センター分館・ジョイナス(秋田)
• [Book] Handbook of Nanoceramics and Their BasedNanodevices(T. Y. Tseng, ed.)(American Scientific Publishers)(Vol.3) (2009)
  • Author(s): S. Kikkawa
  • Publisher: Nanostructured fuctional nitride ceramics
• [Book] Nanostructured fuctional nitride ceramics, "Handbook of Nanoceramics and Their Based Nanodevices" (2008)
  • Author(s): S. Kikkawa
  • Publisher: American Scientific Publishers(In press)
• [Remarks]
  • URL: http://rose.hucc.hokudai.ac.jp/~q16641