2021 Fiscal Year Annual Research Report
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20K21208
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
陰山 洋 京都大学, 工学研究科, 教授 (40302640)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鳥屋尾 隆 北海道大学, 触媒科学研究所, 助教 (80775388)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 層状化合物 / 秩序無秩序 / 分子 / アンチモン化合物 / 触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
NaCl、CsClなどの無機固体は、多岐にわたるが、共通して陽、陰イオンが隣り合った規則配列をとる。しかし、研究代表者らのグループでは、新規ニクタイド化合物の探索の結果、A2Zn1-xSb3+x (A = Zr, Hf)において、陽イオンであるZnと陰イオンであるSbがランダムに配列していることを発見した。本研究では予備知見のもと大きく分けて、（１）陽・陰イオン無秩序の起源解明、（２）陽・陰イオン無秩序構造に由来した機能創発の目的で遂行した。
本課題研究全般を陰山が統括した。物質合成、組成・構造解析、計算、物理機能開拓は主に陰山研にて行った。
（１）第一原理計算を行い、バンド構造、局所結合の強さの違いを調べた。その結果、平面内のSbは同じく面内のZnよりも、面直方向のHfと強く結合していることが判明した。すなわち、ZnとSbを入れ替えてもSbはHfによって安定化されているのである。それに加え、強固なSb-Sb結合の形成が無秩序相の安定化に寄与していると結論づけた。（２）陽・陰イオン無秩序構造に由来した革新的機能創発に関しては、単結晶試料を用いて物性測定を行った。c軸方向に平行及び垂直に電気抵抗を測定した結果、いずれの試料についても金属的な挙動が確認された。しかし、Hf相でのみ250K付近で相転移が確認された。これは低次元性化合物特有の電荷密度波によるものだと考えた。今後は、透過電子顕微鏡を用いた低温での観察により、相転移後の結晶構造について詳しく調べる予定である。
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