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低温合成を用いた新規複合酸化物の合成と物性評価

研究課題

研究課題/領域番号 10J00584
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 無機化学
研究機関京都大学

研究代表者

山本 隆文  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2012年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード低温合成 / 平面四配位 / ペロブスカイト / 鉄酸化物 / 高圧 / スピン転移 / 構造相転移 / 元素置換
研究概要

低温合成を用いた新規複合酸化物の合成を行った。
具体的には平面四配位鉄を持つ無限層鉄酸化物SrFeO_2のSrサイトをより大きなBaで置換することにより,負の化学圧力効果を調べた。(Sr_<1-χ>Ba_χ)FeO_2(0≦χ≦1)は,高温固相反応で得られるペロブスカイト鉄酸化物(Sr_<1-χ>Ba_χ)FeO_<3-δ>δ≦0.5)を母体として,還元剤であるCaH_2やNaHを低温(<400℃)で反応させることにより,0≦χ≦1のすべての範囲で合成することに成功した。
(Sr_<1-χ>Ba_χ)FeO_2ではχ≦0.3の範囲でSrFeO_2と同様の無限層構造を保つのに対し,χ≧0.4で構造相転移を起こし,過去に報告のない新しいタイプの欠損型ペロブスカイト構造となった(BaFeO_2構造)(2012年J. Am. Chem. Soc.誌)。今までの報告された鉄平面四配位を持つ物質では他の配位状態と共存する物質がなかったのに対し,BaFeO_2構造では平面四配位と八面体配位,三角配位などが共存している。このことは今後,鉄の平面四配位と他の配位状態を組み合わせたもっと多くの物質を設計できる可能性を示している。すなわち既存の平面四配位鉄酸化物の枠組みを超えた新しい物質群を開拓したといえる。また,ABO_3の組成を持つペロブスカイト構造は無機物質において一般的な構造であり,組成の多様性と豊富な物性から盛んに研究が行われてきた。欠損を持ったペロブスカイト構造ABO_<3-δ>に関する研究もたくさんの報告があるが,多量に酸素が欠損したABO_2構造のバリエーションはほとんどなかった。その点で新しいABO2の構造を提示したことは,大変興味深く低温合成法の有用性を示している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

低温合成法を用いて新規物質である(Sr_<1-x>Ba_x)FeO_2の合成に成功し、それらの興味深い構造や物性を見出すことに成功している。その結果が化学系で最高峰の雑誌の一つであるJ. Am. Chem. Soc.誌に掲載された。

報告書

(3件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2013 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] (Sr_<1-x>Ba_x)FeO_2 (0.4≦x≦1) : a New Oxygen-Deficient Perovskite Structure2012

    • 著者名/発表者名
      T. Yamamoto, et al.
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 134 号: 28 ページ: 11444-11454

    • DOI

      10.1021/ja3007403

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oxyhydrides of (Ca, Sr, Ba)TiO_3 perovskite solid solution2012

    • 著者名/発表者名
      T. Sakaguchi, T. Yamamoto, et al.
    • 雑誌名

      Inorg. Chem.

      巻: 51 号: 21 ページ: 11373-11376

    • DOI

      10.1021/ic300859n

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quadruple-Layered Perovskite (CuCl)Ca2NaNb4O132012

    • 著者名/発表者名
      A.Kitada, et al
    • 雑誌名

      J.Solid State Chem.

      巻: 185 ページ: 10-17

    • DOI

      10.1016/j.jssc.2011.10.038

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Random fan-out state induced by site-random interlayer couplings2011

    • 著者名/発表者名
      R.Tamura, et al
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B

      巻: 84 号: 21

    • DOI

      10.1103/physrevb.84.214408

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] BaFeO3 : A Ferromagnetic Iron Oxide2011

    • 著者名/発表者名
      H.Hayashi, et al
    • 雑誌名

      Angew.Chem.Int.Ed.

      巻: 50 ページ: 12547-12550

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] B1-to-B2 Structural Transitions in Rock Salt Intergrowth Structures2011

    • 著者名/発表者名
      T.Yamamoto, et al
    • 雑誌名

      Inorg.Chem.

      巻: 50 号: 22 ページ: 11787-11794

    • DOI

      10.1021/ic201901a

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ite Substitution Effect on the Structural and Magnetic Properties in Sr2011

    • 著者名/発表者名
      L.Seinberg, et al
    • 雑誌名

      Inorg.Chem.

      巻: 50 号: 9 ページ: 3988-3995

    • DOI

      10.1021/ic102467u

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure-Induced Structural, Magnetic, and Transport Transitions in the Two-Legged Ladder Sr3Fe2O52011

    • 著者名/発表者名
      T.Yamamoto, et al
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc.

      巻: 133 号: 15 ページ: 6036-6043

    • DOI

      10.1021/ja200410z

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure-Induced Structural, Magnetic and Transport Transitions in the Two-Legged Ladder Sr_3Fe_2O_52011

    • 著者名/発表者名
      T.Yamamoto, et al.
    • 雑誌名

      Journal of The American Chemical Society

      巻: Available online

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Thermal Stability of the Solid Solution AFeO2 (A=Ba, Sr, Ca)2010

    • 著者名/発表者名
      T.Yamamoto, et al.
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 49 ページ: 5957-5962

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 平面四配位鉄酸化物の合成、構造、物性2013

    • 著者名/発表者名
      山本隆文
    • 学会等名
      日本化学会春季年会
    • 発表場所
      立命館大学
    • 年月日
      2013-03-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 無限層鉄酸化物SrFeO_2の希土類置換2013

    • 著者名/発表者名
      山本隆文
    • 学会等名
      日本セラミックス協会年会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2013-03-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 平面四配位鉄酸化物の構造と物性2013

    • 著者名/発表者名
      山本隆文
    • 学会等名
      日本学術会議物性物理学 一般物理学分科会シンポジウム
    • 発表場所
      日本学術会議講堂
    • 年月日
      2013-01-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] BaFeO_2の合成、構造、物性2013

    • 著者名/発表者名
      山本隆文
    • 学会等名
      第51会セラミック基礎科学討論会
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2013-01-09
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 平面四配位鉄酸化物の構造と磁性2012

    • 著者名/発表者名
      山本隆文
    • 学会等名
      日本中性子科学会 第12回年会
    • 発表場所
      京都大学(招待講演)
    • 年月日
      2012-12-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] (Sr_<1-x>Ba_x)FeO_2 (0.4≦x≦1):新規酸素欠損型ペロブスガイド構造2012

    • 著者名/発表者名
      山本隆文
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 秋季シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2012-09-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Pressure-Induced Transitions in the Rock Salt Intergrowth Structures2012

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Yamamoto
    • 学会等名
      Gordon Research Conference, Solid State Chemistry
    • 発表場所
      Colby-Sawyer College(アメリカ)
    • 年月日
      2012-07-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Ruddlesden-Popper型層状ペロブスカイト構造における圧力誘起構造相転移2012

    • 著者名/発表者名
      山本隆文
    • 学会等名
      日本セラミックス協会年会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2012-03-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Pressure-Induced Structural, Magnetic and Transport Transitions in the Two-Legged Ladder Sr3Fe2O52012

    • 著者名/発表者名
      山本隆文
    • 学会等名
      APS March Meeting 2012
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2012-02-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] A2MO3における圧力誘起構造相転移2011

    • 著者名/発表者名
      山本隆文
    • 学会等名
      日本セラミックス協会秋季シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2011-09-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] スピン梯子格子Sr_3Fe_2O_5における圧力誘起相転移2011

    • 著者名/発表者名
      山本隆文
    • 学会等名
      日本セラミックス協会年会
    • 発表場所
      静岡大学
    • 年月日
      2011-03-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Pressure-Induced Structural, Magnetic and Transport Transitions in Two-Legged Ladder Sr_3Fe_2O_52011

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Yamamoto
    • 学会等名
      International Workshop on Novel Superconductors and Super Materials 2011
    • 発表場所
      お台場、東京
    • 年月日
      2011-03-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis, Structure and Magnetic Properties of (Sr_<1-x>Ba_x) FeO_22010

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Yamamoto
    • 学会等名
      Pacifichem 2010
    • 発表場所
      Hawai, USA
    • 年月日
      2010-12-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-12-03   更新日: 2024-03-26  

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