ナイトライドメタラジー:窒化物の熱力学と新合成法の開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450302
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 早稲田 嘉夫 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (00006058)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡部 徹 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (00280884) ; 柴田 浩幸 東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (50250824) ; 山根 久典 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教授 (20191364) ; 宇田 哲也 東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (80312651)
• Keywords: ナイトライド / リチウム / マグネシウム / 熱力学 / 窒化物 / 窒素ポテンシャル

Research Abstract

高温における窒素ポテンシャルの測定・制御については、工学研究はおろか基礎研究すらも殆ど行われていない現状であるため、本研究では次世代に向けた先導的研究としての「ナイトライド・メタラジーの新しい展開」を目的とし、窒素ポテンシャル測定・制御技術を開発をはじめとする基盤技術の確立、さらに、窒素ポテンシャル制御による窒化物の新合成プロセスの開発を目指した基礎研究の着実な推進を図ってきた。具体的には、リチウムを含む複合窒化物を反応媒体として利用し、GaNなどの機能性物質を効率よく合成する新しいプロセス開発を具体的なターゲットに、電気化学的手法を用いた窒素ポテンシャルの測定・制御、さらには、導電体を介した反応(EMR : Electronically Mediated Reaction)による新しいナイトライド・プロセスの確立を目指した研究を行った。残念ながら表記の目標どおり複合窒化物を経由して目的の窒化物を効率良く合成する手法の確立には至らなかったが、複合窒化物を反応媒体として利用することが可能であることは明らかとなった。また、溶融塩化物中の窒素イオンの熱力学的な安定性を調査する実験を行い、電気化学的な手法により窒素ポテンシャルの測定が可能であることを実証した。

Research Products

• [Publications] H.Yamane, T.H.Okabe, O.Ishiyama, Y.Waseda, M.Shimada: "Ternary Nitrides Prepared in the Li_3N-Mg_3N_2 System at 900-1000K"J. Alloys and Compounds. 319. 124-130 (2001)
• [Publications] T.H.Okabe, A.Horiuchi, K.T.Jacob, Y.Waseda: "Electrochemical Properties of Li_3N Dissolved in Molten LiCl at 900K"J. Electrochem. Soc.. 148. E219-E226 (2001)
• [Publications] T.H.Okabe, A.Horiuchi, K.T.Jacob, Y.Waseda: "Physicochemical Studies of Lithium Nitride in Molten LiCl-KCl"Materials Trans. JIM. 41. 822-830 (2000)