2005 Fiscal Year Annual Research Report
希土類元素を含む多元系ゲルマニウム酸塩およびスズ酸塩の合成と結晶構造解析
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17360316
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
山根 久典 東北大学, 学際科学国際高等研究センター, 教授 (20191364)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 高広 東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (10358260)
高橋 純一 東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (20261472)
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| Keywords | ゲルマニウム酸塩 / 金属酸化物 / 結晶構造解析 / 単結晶構造解析 / セラミックス / 固相反応合成 / 新規物質 |
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| Research Abstract |
希土類金属元素を含む酸化物については、近年、光・電磁気的機能を有する素材・材料として様々な研究開発がなされている。しかし、希土類金属元素を含む蛍光・発光体では、ケイ素やアルミニウムの酸化物をベースとするものがほとんどであった。本研究では、希土類元素-カルシウム-ゲルマニウム-酸素系と希土類元素-カルシウム-スズ-酸素系において生成する多元系酸化物を調べ、合成された新規物質についてその組成と結晶構造を明らかにし、結晶化学的な特徴を考察するとともに、それらの誘電特性や発光・蛍光特性を評価し、新規機能性材料としての可能性を示すことを目的とする。
1.多結晶体試料および単結晶の合成
・希土類金属元素-カルシウム-ゲルマニウム-酸素系化合物の新規物質の探索にあたり、本年度は、まず希土類金属元素としてイットリウムを用いて実験を行った。原料としては、カルシウムは炭酸塩をその他の金属元素は2元系酸化物を用いた。
・原料粉末を種々の組成で秤量混合し、ペレット状に成型後、白金板もしくは、白金・ロジウム板を敷いたアルミナ製ボート内に入れ大気雰囲気中、1000〜1300℃の温度で所定の時間加熱することで試料を作製した。
その結果、新規化合物のCaY_2Ge_3O_<10>とCaY_2Ge_4O_<12>が発見された。
・これらの新規化合物について、多結晶サンプルの長時間アニールによる結晶粒成長や、融液または部分溶融試料を徐冷することにより単結晶を作製した。
2.結晶構造解析
・X線回折強度データをもとに、新規化合物CaY_2Ge_3O_<10>とCaY_2Ge_4O_<12>の格子定数を精密化するとともに、空間群を選定し、直説法を利用して結晶構造モデルを導出した。
・X線回折データから電子密度解析を行い、得られたモデルをもとに、原子座標や原子変位パラメータを精密化した。その結果、CaY_2Ge_4O_<12>はSrNa_2P_4O_<12>型と同型構造であることが明らかになった。CaY_2Ge_3O_<10>はこれまでに報告のない新たな結晶構造を有し、Ge_3O_<10>基の間にCaとY原子が位置することが示された。
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Research Products
(1 results)
