| 研究領域 | 機能コアの材料科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H05790
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
遊佐 斉 国立研究開発法人物質・材料研究機構, ナノアーキテクトニクス材料研究センター, グループリーダー (10343865)
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| 研究分担者 |
長谷川 正 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20218457)
宮川 仁 国立研究開発法人物質・材料研究機構, ナノアーキテクトニクス材料研究センター, 主任研究員 (40552667)
川村 史朗 国立研究開発法人物質・材料研究機構, ナノアーキテクトニクス材料研究センター, 主幹研究員 (80448092)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
121,030千円 (直接経費: 93,100千円、間接経費: 27,930千円)
2023年度: 19,890千円 (直接経費: 15,300千円、間接経費: 4,590千円)
2022年度: 23,270千円 (直接経費: 17,900千円、間接経費: 5,370千円)
2021年度: 21,450千円 (直接経費: 16,500千円、間接経費: 4,950千円)
2020年度: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2019年度: 37,960千円 (直接経費: 29,200千円、間接経費: 8,760千円)
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| キーワード | 高温高圧合成プロセス / 大容量ベルト型装置 / 多元系窒化物半導体 / 複分解反応 / 蛍光体 / 硬質窒化物 / 格子不整合 / 焼結技術 / ダイヤモンドアンビルセル / 蛍光体合成 / 粒界制御 / 窒化物・ホウ化物合成 / 高圧パルス通電焼結法 / 界面制御 / 粒成長粒界制御 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
物質・材料研究機構（NIMS）や名大で蓄積されてきた超高圧合成プロセス利用に加え、高圧下パルス通電焼結技術の開発・難合成物質の多成分系への展開と高圧下化学反応（メタテシス）の探索等の様々な高度化要素を高圧合成プロセスに導入し、機能性材料中の機能コアとしての構造欠陥・界面・不純物元素に焦点をあてた研究を領域連携により推進していく。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、蓄積されてきた超高圧合成プロセスを高度化しながら、以下のような機能コア探索研究をおこなった。難合成物質の高圧メタテシス反応による多元系半導体スズ窒化物合成とバンドギャップ制御、圧力下で合成される様々なチムニー・ラダー構造における格子不整合による物質創製と強磁性の創出、高温高圧下の置換ドーピングによる多彩な新規蛍光体合成、高圧窒化反応プロセスによる様々な遷移金属窒化物合成と硬質機能相関の追究等である。これらの成果により、機能創出に繋がる様々な機能コア要素が抽出された。また、高度化研究として、超高圧SPS合成プロセス開発および基板上薄膜結晶の高圧構造化に関する開発もおこなった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高圧下では、常圧では合成されないSiやGeなどの半金属に富む金属間化合物が創製可能となる。今回合成されたCrGeγ系化合物は、室温で強磁性を示す初めてのチムニー・ラダー化合物となり、格子不整合による物質創製と磁気機能の創出が達成された。化合物半導体としての窒化物は、多成分化することで、バンドギャップ等の電子物性制御を可能にする。高圧下で置換元素を考慮した反応系を構築することで、多元系スズ窒化物半導体合成が可能となった。各種LED 照明分野等で蛍光体の高機能化・多様化が進んでいる。高圧合成により、蛍光体ホスト構造の配位多面体を提供することにより、様々な蛍光体の創製と発光波長の制御が可能となった。
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