Optimization of properties of metal oxynitrides by controlling their stoichiometry

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18H02059
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 36010:Inorganic compounds and inorganic materials chemistry-related
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: MORIGA Toshihiro 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (90239640)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 浩一 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (20284317) ; 大石 昌嗣 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 准教授 (30593587) ; 村井 啓一郎 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 准教授 (60335784)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 酸窒化物 / 電気陰性度 / 結合性 / 光触媒 / 蛍光体 / 電極材料 / フォトニック結晶

Outline of Final Research Achievements

In this study, we investigated the synthetic conditions under which the optimal functionality can be obtained by changing the O/N ratio and the cation-to-anion (oxide ion + nitride ion) ratio, regardless of stoichiometric composition, for materials with potential beyond the functionality of existing materials, such as CaAlSiN3:Eu2+-based phosphors, Ta3N5-based photocatalysts and rock salt-type LiTi2(O,N)4-based negative electrode materials for lithium ion secondary batteries. Furthermore, we have succeeded in surpassing the currently demanded functionalities by adding structural periodicity at the wavelength of visible light, similar to that of photonic crystals.

Free Research Field

無機材料化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

地球上に最もありふれた形態で存在する金属酸化物を構成する酸化物イオンの一部、あるいは全部を窒化物イオンを置き換えることにより、酸化物を凌駕する機能性を付与することが知られている。ところが、その（酸）窒化物の機能性を得るためには酸化物材料の代わりとして使用する際には、酸化物材料では必要なかった工夫をする必要があることがわかってきた。この研究ではその工夫を如何にするべきなのかを明らかにした。将来、酸窒化物材料を世の中に製品として出すに当たり、その足がかりとなる研究成果であると考える。