2021 Fiscal Year Annual Research Report
Emerging new ternary nitride materials using amide source
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21H02022
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
三浦 章 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (10603201)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長尾 雅則 山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (10512478)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 窒化物 / 燃焼合成 / 多元系窒化物 / 触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本計画では、独自の合成技術であるアミド粉末を用いた自己燃焼反応により、従来法では得ることが困難であった新規三元系窒化物を合成する。化学的安定性を備えた4d、5d遷移金属窒化物と、化学的安定性は乏しいが多彩な物性発現が期待できる3d遷移金属窒化物または4f希土類金属窒化物を組み合わせ、新規電気化学触媒および新規磁性材料・超伝導材料を創造することを目指す。
初年度は、酸性水溶液またはアルカリ性水溶液中の安定性に優れたモリブデン窒化物およびアルカリ性水溶液中で安定である窒化マンガンを母体とし、その中に希土類元素を導入することを目指し、合成実験を行った。モリブデン窒化物中には希土類元素は導入は困難であった。その一方、マンガン窒化物中へ微量の希土類元素の導入されたことが結晶構造解析および電子顕微鏡観察によって明らかになった。また、希土類イオンをドープしたマンガン窒化物の磁化率の温度依存性を測定したところ、マンガン窒化物とはことなる磁気転移をしめした。このことは、希土類元素のドーピングによって窒化マンガンの電子状態が変化したことを示唆している。アルカリ性水溶液中で電気化学測定を行い酸素還元触媒能を評価したところ、希土類ドープマンガン窒化物は希土類量を調整することで触媒能が向上することが明らかになった。X線光電子分光法（XPS）測定によって、窒化物表面の水酸化物吸着能が変化することが確認され、それによって触媒能が変化したと考察した。
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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
当初予定した希土類元素と遷移金属を含む新規窒化物の合成に成功し、予定通りに実験が進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度は希土類元素と遷移金属を含む新規窒化物の合成に成功したが、多彩な機能性を備えることが期待できる二種類の金属種を含む三元系窒化物は、まだまだ種類が限られている。さらに、その機能性の探索も十分に行われていない。そこで、本年度は複数の遷移金属や希土類金属を導入することで、さらなる新規窒化物の合成と機能性の開拓を目指す。
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Research Products
(4 results)
