2020 Fiscal Year Annual Research Report
フラックス法による新規金属亜酸化物・亜窒化物の探索
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19H02794
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
山根 久典 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (20191364)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 金属亜酸化物 / 金属亜窒化物 / 単結晶構造解析 / フラックス法 / 金属酸化物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、酸素や窒素含有量が比較的多い新たな亜酸化物や亜窒化物をフラックス法により合成し、それらの結晶構造や固体化学的特徴および物質固有の性質を明らかにして、新たな物質領域を開拓することを目的とする。合成される亜酸化物や亜窒化物、および研究の過程で合成される関連の新規物質に関し、新素材・新材料としての可能性を探り、固体化学や物質・材料科学の学術的進展に貢献する。
遷移金属を含む侵入型の亜酸化物は、耐熱合金や高速度鋼、水素吸蔵の材料として、また、侵入型の亜窒化物では超伝導特性などが研究されていたが、亜酸化物に関する報告は少なく、亜窒化物に関しても研究例は僅かである。本研究では、新たな亜酸化物や亜窒化物をフラックス法により合成し、それらの結晶構造や固体化学的特徴および物質固有の性質を明らかにして、新たな物質・材料領域を開拓することを目的とする。研究の過程で合成される様々な新規関連物質についても、結晶構造解析と特性評価を進める。
本年度は、Ti-Sn-O系で新規亜酸化物Ti6Sn5Odを見いだした。Sn過剰添加による自己フラックス法により単結晶を作製し、電子線マイクロプローブ分析でOの存在を確認するとともに、X線回折法で結晶構造を解析した。その結果、Ti-Snの2元系金属間化合物Ti6Sn5の低温相として報告されていた斜方晶系相の結晶構造において、Ti原子の四面体隙間にO原子が入ることが明らかにされた。この相のバルク多結晶体試料を作製することもでき、金属的な電気抵抗率の温度依存性を明らかにした。また、ナトリウムフラックス法によりSr-Sn-N系で新規亜窒化物の単結晶を合成した。暫定的な結晶構造解析の結果、組成はSr7Sn3N2で、Nを中心としたSrの8面体とSn-Sn結合を有するジントルポリアニオンが複合した構造が明らかにされた。
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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
新規亜酸化物や亜窒化物が見いだされ、それらの単結晶や多結晶バルク体について組成分析やX線結晶構造解析、特性評価等が進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
新たに見いだされた亜窒化物について電子線マイクロプローブ分析で組成を確認し、結晶構造解析を完結させるとともに、新規亜酸化物の探索を継続する。亜酸化物についても新規物質探査を続け、得られた物質の構造解析や組成分析を行う。次年度は、最終年度にあたるため、これまでの研究成果の公表も進める。
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Research Products
(3 results)
