2015 Fiscal Year Research-status Report
ビスマスの結合状態を制御した複合アニオン化合物ナノシートの合成とその評価
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15K14113
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
三浦 章 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10603201)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長尾 雅則 山梨大学, 総合研究部, 助教 (10512478)
石井 聡 東京電機大学, 理工学部, 助教 (90442730)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 複合アニオン化合物 / ナノシート / BiS2系化合物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、幅広い材料設計の自由度を持つ層状複合アニオン化合物であるLnOBiCh2(Ln: La-Sm, Ch:S,Se,Te)のBi-Chが形成する結合状態を制御し、さらにその界面を利用した新規材料の創出を目指し、LnOBiCh2ナノシートの合成と評価を行う予定である。初年度には結晶構造解析によるBiの結合状態の評価、LaOBiS2単結晶およびナノシート合成において、以下の知見を得た。
1)LaOBiS2およびBi2OS2粉末の放射光X線結晶構造解析、光吸収、第一原理計算よりBi-S面がおおよそ1 eVの直接バンドギャップを形成することを明らかにした。また、LaOBiCh2(Ch:S, Se)の結晶構造解析によりBi-Ch面の大きな熱振動や超伝導発現に必要なBi-Ch結合長を明らかにした。
2)CsCl-KClフラックスを用いることでミリメーターサイズのLn(O,F)BiS2単結晶合成法を確立し、さらにフッ素ドープした単結晶のBi-S面に水平方向および垂直方向の電子伝導特性を明らかにした。
3)LaOBiS2を溶媒中で超音波処理することにより、ナノシート化に成功した。今後、詳細な形態や特性を明らかにする予定である。
また、研究期間中に類似化合物であるBi4O4S3の結晶構造と伝導特性との相関性を明らかにし、さらに新規化合物であるLnOSbS2の単結晶合成にも成功した。
これらの成果は7報の査読付き学術論文として発表された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
放射光X線や物性測定によりBiの結合状態と物性との相関性が明らかになったこと、およびナノシートの合成に成功していることから、研究は順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
ナノシートの形態および物性を調査し、これまで単結晶及び粉末試料で観測している光学および電気特性と比較することで、ナノシート化による影響を明らかにする。シート形態を生かした薄膜等の製作も進める予定である。
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Research Products
(8 results)
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[Journal Article] Compositional and temperature evolution of crystal structure of new thermoelectric compound LaOBiS2－xSex2016
Author(s)
Yoshikazu Mizuguchi, Akira Miura, Nishida, Atushiro, Osuke Miura, Kiyoharu Tadanaga, Nobuhiro Kumada, Lee, C.H., Eisuke Magome, Chikako Moriyoshi, Yoshihiro Kuroiwa
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Journal Title
Journal of Applied Physics
Volume: 119
Pages: 155103
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] In-plane chemical pressure essential for superconductivity in BiCh2-based (Ch: S, Se) layered structure2015
Author(s)
Yoshikazu Mizuguchi, Akira Miura, Joe Kajitani, Takafumi Hiroi, Osuke Miura, Kiyoharu Tadanaga, Nobuhiro Kumada, Eisuke Magome, Chikako Moriyoshi, Yoshihiro Kuroiwa
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 2015
Pages: 14968
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Structural Difference in Superconductive and Nonsuperconductive Bi-S Planes within Bi4O4Bi2S4 Blocks2015
Author(s)
Akira Miura, Yoshikazu Mizuguchi, Tsuyoshi Sugawara, Yongming Wang, Takahiro Takei, Nobuhiro Kumada, Eisuke Magome, Chikako Moriyoshi, Yoshihiro Kuroiwa, Osuke Miura, Kiyoharu Tadanaga
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Journal Title
Inorganic Chemistry
Volume: 54
Pages: 10462-10467
DOI
Peer Reviewed
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