2023 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | New Materials Science on Nanoscale Structures and Functions of Crystal Defect Cores |
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| Project/Area Number |
19H05790
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
遊佐 斉 国立研究開発法人物質・材料研究機構, ナノアーキテクトニクス材料研究センター, グループリーダー (10343865)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 正 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20218457)
宮川 仁 国立研究開発法人物質・材料研究機構, ナノアーキテクトニクス材料研究センター, 主任研究員 (40552667)
川村 史朗 国立研究開発法人物質・材料研究機構, ナノアーキテクトニクス材料研究センター, 主幹研究員 (80448092)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Keywords | 高温高圧合成プロセス / 大容量ベルト型装置 / ダイヤモンドアンビルセル / 蛍光体合成 / 粒界制御 / 窒化物・ホウ化物合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本計画班は、蓄積されてきた超高圧合成プロセスを機能コア探索研究に利用するとともにプロセスの高度化をおこなう研究を推進してきた。以下に、本年度の成果のいくつかを挙げる。蛍光体の高圧合成探索として、Ga2O3高圧相（コランダム構造）へCr3+ドーピングを高圧下で試みることで、Ga2O3: Cr3+良質結晶を合成し、蛍光特性の測定と圧力スケールへの応用研究をおこなった。可視光照明下では緑色を呈するが、紫外線照射下では、反対色の鮮明な赤色蛍光を示した。これは、従来のルビー蛍光による圧力スケールよりも良い特性を示す他、常圧下でも500℃までの高温安定性を示すことから、LED光源への応用の他、偽造/贋作防止用塗料等への実用的応用が期待できる。また、Ga及びGd置換ガーネット型Y3(Al1-xGax)5O12:Mn4+及び(Y1-yGdy)3Al5O12:Mn4+を高圧下固体反応によって合成し、発光とホスト材料中の付活剤の局所構造との関係を追究した。その結果、Mn4+配位多面体に隣接する配位多面体の陽イオン置換により、Mn4+周辺の局所構造を変化させることで発光波長を制御できることが示された。
高圧下複分解反応は、難窒化性物質の合成を可能にするとともに。合成圧力条件を緩和する効果をもたらし、大量合成への道を拓くことが期待されている。しかしながら、その要因となる反応素過程に関する研究は今まで追究されていなかった。 今回、Ca3N2+ZrCl4を原料とした複分解反応によるc-Zr3N4合成において、放射光高圧下その場観察XRD測定を用いて反応の素過程を追跡した。その結果、温度上昇中に未知の中間生成物が発現することが合成の鍵となっていることが判明した。さらに、従来の金属―窒素直接反応による合成法に比べ、合成圧力が大幅に低減されることも合わせて確認された。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Synthesis and in-depth structure determination of a novel metastable high-pressure CrTe3 phase2024
Author(s)
Lennart Voss, Nico Alexander Gaida, Anna-Lena Hansen, Martin Etter, Niklas Wolff, Viola Duppel, Andriy Lotnyk, Wolfgang Bensch, Hubert Ebert, Sergey Mankovsky, Svitlana Polesya, Shrikant Bhat, Robert Farla, Masashi Hasegawa, Takuya Sasaki, Ken Niwa and Lorenz Kienle
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Journal Title
Journal of Applied Crystallography
Volume: NA
Pages: NA
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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