2015 Fiscal Year Annual Research Report
単結合窒素と重遷移金属から成る窒化物のメガバール領域相安定性と電子構造の解明
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25289219
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
長谷川 正 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20218457)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
丹羽 健 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40509030)
曽田 一雄 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70154705)
亀卦川 卓美 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (70195220)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 遷移金属窒化物相安定性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
単結合窒素と重遷移金属(4d，5d遷移金属)から成る遷移金属窒化物は，近年ダイアモンドアンビルセル超高圧発生装置と赤外レーザー加熱を組み合わせた超高圧合成によって見出された新しい物質群であり，将来薄膜化することにより電子材料や超硬材料としても期待されている．本研究では，昨年度までに従来のレーザー加熱型超高圧合成システムとは根本的に異なり，超高圧領域においても系統的な合成実験とその場測定が可能なシステムを開発してきた．最終年度では，これまで開発した合成装置と試料評価装置を用いて，新規重遷移金属窒化物を合成しさらに第一原理電子構造計算による理論的な解析も同時に行い，これら物質群の結合状態・結晶構造・電子構造を系統的に解明した．例えば，白金族窒化物MN2 (M = Ru, Ir, Pt)について硬X線光電子分光及び軟X線分光によって電子構造と化学状態を評価した．試料は約0.1 mm以下と小さく．SPring-8の硬X線および軟X線マイクロビームを用いて光電子スペクトルおよび窒素K吸収端スペクトルを取得した．結晶構造パラメタを用いて計算した状態密度分布と価電子帯硬X線光電子スペクトルを比較したところ，計算予測と実験結果はよく対応した．このように，実験・計算ともに，RuN2は金属，IrN2およびPtN2は半導体的電子構造を示した．一方，PtN2やIrN2では内殻準位に大きな化学シフトが見られたが，RuN2では見られなかった．これらの結果から，窒素K吸収端X線分光の結果も含め化学状態と電子構造について議論し，窒素の単結合と大きな体積弾性率の相関を明らかにした．また，本研究で得られた知見の他物質への展開も試みた．さらに，マルチアンビル型大型プレス装置を用いた研究への展開を念頭に置いて初期実験を試みた．その結果，本研究の成果を応用した様々な展開の可能性が見いだされた．
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(64 results)
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[Journal Article] Band Gap of B1-Type MxZn1-xO (M = Mg, Mn, Fe, Co, Ni) Synthesized under High Pressures2015
Author(s)
K. Takahama, K. Usui, D. Shimada, M. Kato, K. Niwa, K. Kusaba, M. Hasegawa and K. Soda
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Journal Title
UVSOR Activity Report
Volume: 7
Pages: 60-60
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[Presentation] 超高圧合成PtN2の角度分解X線光電子分光2016
Author(s)
水井達也, 曽田一雄, 加藤政彦, 寺部俊紀, 鈴木健太郎, 丹羽健, 白子雄一, 草場啓治, 長谷川正, 池永英司
Organizer
第29回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
Place of Presentation
東京大学柏の葉キャンパス駅前サテライト・柏の葉カンファレンスセンター・オークビレッジ柏の葉（柏市）
Year and Date
2016-01-09 – 2016-01-11
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[Presentation] 高圧相PdF2型白金族酸化物の光電子分光2016
Author(s)
曽田一雄,小林大地，水井達也，加藤政彦，白子雄一，丹羽健，長谷川正，赤荻正樹，糀谷浩
Organizer
第29回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
Place of Presentation
東京大学柏の葉キャンパス駅前サテライト・柏の葉カンファレンスセンター・オークビレッジ柏の葉（柏市）
Year and Date
2016-01-09 – 2016-01-11
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[Presentation] 高圧合成白金族窒化物の赤外反射分光測定2016
Author(s)
駒淵舞，加藤大貴，水井達也, 加藤政彦, 曽田一雄, 寺部俊紀,丹羽健, 白子雄一,長谷川正, 池本夕佳
Organizer
第29回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
Place of Presentation
東京大学柏の葉キャンパス駅前サテライト・柏の葉カンファレンスセンター・オークビレッジ柏の葉（柏市）
Year and Date
2016-01-09 – 2016-01-11
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[Presentation] Oxygen Storage Capacities of BaRuO3 Polytypes2015
Author(s)
Yuichi Shirako, Katsutoshi Kobayashi, Ken Niwa, Hiroshi Kojitani, Masaki Akaogi, Masakuni Ozawa, Masashi Hasegawa
Organizer
PacifiChem 2015
Place of Presentation
Hawaii Conventional Center (Honolulu, Hawaii, The United States)
Year and Date
2015-12-15 – 2015-12-20
Int'l Joint Research
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[Presentation] Electronic Structures of High-Pressure Phase PdF2-type MO2 (M = Ru, Rh, Ir, Pt)2015
Author(s)
K. Soda, D. Kobayashi, T. Mizui, M. Kato, Y. Shirako, K. Niwa, M. Hasegawa, M. Aoyagi, H. Kojitani
Organizer
2nd International Symposium on Frontier Materials Science
Place of Presentation
Tokyo, Japan
Year and Date
2015-11-19 – 2015-11-21
Int'l Joint Research
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[Presentation] CaOsO3の高圧相転移2015
Author(s)
白子雄一, 李翔, 李 宗肴, 石 友国, 丹羽 健, 糀谷 浩, 山浦 一成, 赤荻 正樹, 周 建十, 長谷川 正
Organizer
第56回高圧討論会
Place of Presentation
JMSアステールプラザ (広島県広島市)
Year and Date
2015-11-10 – 2015-11-12
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[Presentation] Electronic Structures of Platinum-Group-Metal Pernitrides2015
Author(s)
Kazuo Soda, Tatsuya Mizui, Toshimitsu Hayashi, Masahiko Kato, Toshiki Terabe, Kentaro Suzuki, Ken Niwa, Yuichi Shirako, Masashi Hasegawa, Eiji Ikenaga, and Takayuki Muro
Organizer
International Conference on Electronic Structure and Spectroscopy
Place of Presentation
Stony Brook, USA
Year and Date
2015-09-28 – 2015-10-02
Int'l Joint Research
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[Presentation] High Pressure Synthesis and Characterization of Transition Metal Nitrides2015
Author(s)
Ken Niwa, Kentaro Suzuki, Toshiki Terabe, Yuichi Shirako, Shunsuke Muto, Kazuyoshi Tatsumi, Tatsuya Mizui, Kazuo Soda, Takumi Kikegawa, Masashi Hasegawa
Organizer
Joint AIRAPT-25th & EHPRG-53rd International Conference on High Pressure Science and Technology
Place of Presentation
Complutense University of Madrid (Madrid, SPAIN)
Year and Date
2015-08-30 – 2015-09-04
Int'l Joint Research
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[Presentation] Crystal chemistry of postperovskite-type AMX3 compounds2015
Author(s)
Yuichi Shirako, Youguo Shi, Jianshi Zhou, Kazunari Yamaura, Masashi Hasegawa, Masaki Akaogi
Organizer
The 29th European Crystallographic Meeting
Place of Presentation
Adris Exhibition and Convention Centre (Rovinj, Croatia)
Year and Date
2015-08-23 – 2015-08-28
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Ultra-High Pressure Synthesis and Characterization of Transition Metal Nitrides2015
Author(s)
Masashi Hasegawa, Ken Niwa, Toshiki Terabe, Kentaro Suzuki, Yuichi Shirako, Shunsuke Muto, Kazuyoshi Tatsumi, Tatsuya Mizui, Kazuo Soda, Takumi Kikegawa
Organizer
15th EUROPEAN CONFERENCE ON SOLID STATE CHEMISTRY
Place of Presentation
University of Vienna (Vienna, Austria)
Year and Date
2015-08-23 – 2015-08-26
Int'l Joint Research
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[Presentation] Hard X-ray Photoelectron Spectroscopy of Platinum-group-metal Pernitrides Synthesized in Supercritical Nitrogen Fluid2015
Author(s)
Kazuo Soda, Tatsuya Mizui, Toshimitsu Hayashi, Masahiko Kato, Toshiki Terabe, Kentaro Suzuki, Ken Niwa, Yuichi Shirako, Masashi Hasegawa, and Eiji Ikenaga
Organizer
6th International Conference on Hard X-ray Photoelectron Spectroscopy
Place of Presentation
Hsinchu, Taiwan
Year and Date
2015-04-01 – 2015-04-03
Int'l Joint Research
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