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2009 Fiscal Year Annual Research Report

ゲル化窒化法による複金属酸窒化物系高温超伝導体の創出

Research Project

Project/Area Number 21245047
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

吉川 信一  Hokkaido University, 大学院・工学研究科, 教授 (10127219)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 本橋 輝樹  北海道大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00323840)
鱒渕 友治  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教 (80466440)
Keywords金属酸窒化物 / 超伝導 / 誘電性 / ゲル化窒化
Research Abstract

我々が開発したゲル化窒化法を用いると、従来の固相からの合成では不可能であった様々な新しい化学組成の金属酸窒化物の合成や形態制御が可能になり、物質科学の新しい領域を拓きつつある。本研究では性質の異なる複数種類の金属イオンを組み合わせることにより、高温超伝導などの新たな機能性をもつ複金属酸窒化物の創出を目指す。
本年度は下記の3点について検討した。
1)ゲル化窒化合成したNb-Al系酸窒化物はNb_<0.89>Al_<0.11>O_<0.32>N_<1.16>の化学組成をもち、Nb_4N_5型の結晶構造をもつ(Nb_<0.60>Al_<0.08>□_<0.32>)(O_<0.21>N_<0.79>)と記述できた。1,500℃でアニールすると、岩塩型の(Nb_<0.89>Al_<0.11>)(O_<0.16>N_<0.84>)となり、Tc=17K、体積分率91%の新規超伝導体であった。
2)FeAs系酸化物において超伝導が現れるところから、Asと同族のNに着目しペロブスカイト型LaFeO_3およびCaFeO_<2.5>をアンモニア窒化した。前者は600℃、後者は455℃付近からLa_2O_3およびCaOと窒化鉄の混合物にそれぞれ変化始めた。
3)大きな誘電率が温度に依らず観察されると報告のあったSrTaO_2Nについて、室温での中性子線回折測定を行った。リートベルト解析するとI4/mnmの4aサイトを占有する酸化物/窒化物イオンの異方性温度因子がxy平面内で大きく変位した。8hサイトは酸化物イオンによる占有率が0.77,窒化物イオンが0.23であるところから、3(Ta-O),(Ta-N)結合でTaO_3Nからなるxy平面が構成されて局所的なひずみが生じ、これが分極を誘起すると考えられた。

  • Research Products

    (28 results)

All 2010 2009

All Journal Article (13 results) (of which Peer Reviewed: 11 results) Presentation (15 results)

  • [Journal Article] Indium and gallium oxynitrides prepared in the presence of Zn^<2+> by ammonolysis of the oxide precursors obtained via the citrate route2010

    • Author(s)
      A.Miyaake, Y.Masubuchi, T.Takeda, S.Kikkawa
    • Journal Title

      Mater. Res. Bull. 45

      Pages: 505-508

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The c-axis texturing of seeded Si_3N_4 with β-Si_3N_4 whiskers by slip casting in a rotating magnetic field2010

    • Author(s)
      X.W.Zhu, Y.Sakka, T.S.Suzuki, T.Uchikoshi, S.Kikkawa
    • Journal Title

      Acta Materialia 58

      Pages: 146-161

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The z value dependence of photoluminescence in Eu^<2+>-doped β-SiAlON(Si_<6-z>Al_zO_zN_<8-z>)with 1≦z≦42010

    • Author(s)
      X.W.Zhu, Y.Masubuchi, T.Motohashi, S.Kikkawa
    • Journal Title

      J.Alloys & Compd. 489

      Pages: 157-161

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preparation of gallium oxynitride powder and its nanofibers by the nitridation of a gallium oxide precursor doped with nickel or cobalt obtained via the citrate route2010

    • Author(s)
      A.Miyaake, Y.Masubuchi, T.Takeda, T.Motohashi, S.Kikkawa
    • Journal Title

      Dalton Transactions (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sputter Deposition of Fe-Co Nitride for Ferromagnetic Granular Nitride Thin Film2010

    • Author(s)
      K.Sakon, Y.Hirokawa, Y.Masubuchi, S.Kikkawa
    • Journal Title

      Mater. Sci.Forum. 631-632

      Pages: 327-331

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article]2010

    • Author(s)
      K.Sakon, et al.
    • Journal Title

      Sputter Deposition of Fe-Co Nitride for Ferromagnetic Granular Nitride Thin Film, "Multiscale, Multifunctional and Functionally Graded Materials"(Trans Tech Publications)

      Pages: 327-331

  • [Journal Article]2010

    • Author(s)
      Y.Masubuchi, et al.
    • Journal Title

      Synthesis, Structure and Properties of Niobium Aluminum Oxynitride and Tantalum Based Compound Prepared through Citrate Route, "Multiscale, Multifunctional and Functionally Graded Materials"(Trans Tech Publications)

      Pages: 167-172

  • [Journal Article] Niobium-aluminum oxynitride prepared by ammonolysis of oxide precursor obtained through the citrate route2009

    • Author(s)
      S.Yamamoto, Y.Ohashi, Y.Masubuchi, T.Takeda, T.Motohashi, S.Kikkawa
    • Journal Title

      J.Alloys and Compd. 482

      Pages: 160-163

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preparation of gallium oxynitride in the presence of iron through a citrate route2009

    • Author(s)
      S.Yamamoto, S.Kikkawa, Y.Masubuchi, T.Takeda, M.Okube, A.Yoshiasa, M.Lumey, R.Dronskowski
    • Journal Title

      Mater. Res. Bull. 44

      Pages: 1656-1659

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preparation of Eu-doped β-and 15R-SiAlONs by ammonia nitridation of the precursor obtained using aluminum glycine gel2009

    • Author(s)
      Y.Masubuchi, M.Yoshikawa, T.Takeda, S.Kikkawa
    • Journal Title

      J.Alloys & Compd. 487

      Pages: 409-412

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photoluminescence of Eu-doped β-and 15R-SiAlONs prepared through citrate route2009

    • Author(s)
      Y.Masubuchi, M.Yoshikawa, T.Takeda, S.Kikkawa
    • Journal Title

      J.Alloys & Compd (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural phase transition in the perovskite-type tantalum oxynitrides, Ca_<1-x>Eu_xTa(O, N)_32009

    • Author(s)
      T.Motohashi, Y.Hamade, Y.Masubuchi, T.Takeda, K.Murai, A.Yoshiasa, S.Kikkawa
    • Journal Title

      Mater. Res. Bull. 44

      Pages: 1899-1905

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis and photoluminescence of Eu^<2+>-doped 15R-sialon phosphors2009

    • Author(s)
      X.W.Zhu, Y.Masubuchi, T.Motohashi, S.Kikkawa
    • Journal Title

      J.Alloys & compd. (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ゲル化窒化合成した層状酸窒化アルミニウムの蛍光特性と結晶構造2010

    • Author(s)
      畑智將、鱒渕友治、本橋輝樹、吉川信一
    • Organizer
      平成21年度日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
    • Place of Presentation
      北海道大学学術交流会館(札幌)
    • Year and Date
      2010-10-29
  • [Presentation] α"-Fe_<16>N_2合成原料としてのベンジルアルコール中で生成するマグネタイト微粒子2010

    • Author(s)
      山下祥平、本橋輝樹、鱒渕友治、吉川信一
    • Organizer
      日本セラミックス協会2010年年会
    • Place of Presentation
      東京農工大学(小金井市)
    • Year and Date
      2010-03-24
  • [Presentation] Preparation and dielectric properties of perovskite oxynitride SrTaO_2N2010

    • Author(s)
      Y.Zhang, T.Motohashi, Y.Masubuchi, S.Kikkawa
    • Organizer
      日本セラミックス協会2010年年会
    • Place of Presentation
      東京農工大学(小金井市)
    • Year and Date
      2010-03-24
  • [Presentation] Formation of gallium oxynitride nanofiber using the amorphous Ni-Ga oxide and NiGa_2O_4 precursors2010

    • Author(s)
      Y.Masubuchi, T.Motohashi, S.Kikkawa, F.Tessier
    • Organizer
      第48回セラミックス基礎科学討論会
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(宜野湾市)
    • Year and Date
      2010-01-13
  • [Presentation] 酸窒化ペロブスカイトABO_2N(A=Sr, Eu, B=Ta, Nb)のゲル化窒化合成2010

    • Author(s)
      吉川信一、張雅茹、浜出陽平、小宮山卓史、鱒渕友治、本橋輝樹、武田隆史
    • Organizer
      第48回セラミックス基礎科学討論会
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(宜野湾市)
    • Year and Date
      2010-01-12
  • [Presentation] 低温窒化合成したα"-Fe_<16>N_2磁性微粉体の特性評価2009

    • Author(s)
      山下祥平、木橋輝樹、鱒渕友治、吉川信一
    • Organizer
      平成21年度日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
    • Place of Presentation
      北海道大学学術交流会館(札幌)
    • Year and Date
      2009-10-29
  • [Presentation] ペロブスカイト型タンタル酸窒化物Ca_<1-x>Eu_xTa(O,N)_3の構造相転移2009

    • Author(s)
      本橋輝樹、浜出陽平、鱒渕友治、吉川信一、武田隆史、村井啓一郎、吉朝朗
    • Organizer
      日本セラミックス協会第22回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      愛媛大学城北キャンパス(松山市)
    • Year and Date
      2009-09-17
  • [Presentation] ニオブ系酸窒化物超伝導体のゲル化窒化合成2009

    • Author(s)
      大橋良央、鱒渕友治、本橋輝樹、吉川信一
    • Organizer
      日本セラミックス協会第22回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      愛媛大学城北キャンパス(松山市)
    • Year and Date
      2009-09-17
  • [Presentation] 窒化物系材料の電磁気的超機能性と合成法2009

    • Author(s)
      吉川信一
    • Organizer
      東北大学多元物質科学研究所 窒化物ナノ・エレクトロニクス材料研究センター ワークショップ・第2回次世代窒化物討論会
    • Place of Presentation
      東北大学片平キャンパス(仙台市)
    • Year and Date
      2009-08-28
  • [Presentation] White-light emission from Eu^<2+>-doped β-sialon phosphors2009

    • Author(s)
      X.W.Zhu
    • Organizer
      The Sixth China International Conference on High-Performance Ceramics(CICC-6)
    • Place of Presentation
      Harbin International Conference & Culture Center, Harbin, China
    • Year and Date
      2009-08-17
  • [Presentation] Syntheses and characterization of perovskite oxynitride SrTaO_2N2009

    • Author(s)
      Y.R.Zhang
    • Organizer
      The Sixth China International Conference on High-Performance Ceramics(CICC-6)
    • Place of Presentation
      Harbin International Conference & Culture Center, Harbin, China
    • Year and Date
      2009-08-17
  • [Presentation] Oxynitrides-New functional ceramic materials2009

    • Author(s)
      S.Kikkawa
    • Organizer
      The Sixth China International Conference on High-Performance Ceramics(CICC-6)
    • Place of Presentation
      Harbin International Conference & Culture Center, Harbin, China
    • Year and Date
      2009-08-17
  • [Presentation] Magnetoresistance on post-annealed Fe_<70>Co_<30>-AlN sputter deposited thin film2009

    • Author(s)
      Y.Masubuchi, Y.Hirokawa, T.Motohashi, S.Kikkawa
    • Organizer
      The Seventeenth Annual International Conference on Composites/Nano Engineering(ICCE-17)
    • Place of Presentation
      Hilton Waikiki Pince Kuhhio Hotel, Honolulu, Hawaii
    • Year and Date
      2009-07-28
  • [Presentation] ゲル化窒化合成した層状酸窒化アルミニウムの蛍光特性と窒素ドープ効果2009

    • Author(s)
      畑智將、鱒渕友治、本橋輝樹、吉川信一
    • Organizer
      日本化学会北海道支部2009年夏季研究発表会
    • Place of Presentation
      苫小牧工業高等専門学校(苫小牧)
    • Year and Date
      2009-07-11
  • [Presentation] Oxynitrides as new functional ceramic materials2009

    • Author(s)
      S.Kikkawa
    • Organizer
      8^<th> Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology(PACRIM8)
    • Place of Presentation
      Hyatt Regency Vancouver, Vancouver, Canada
    • Year and Date
      2009-06-02

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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