• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

新しいスピネル型窒化ケイ素の量子材料設計とその機能探索

研究課題

研究課題/領域番号 14350351
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 無機材料・物性
研究機関京都大学

研究代表者

田中 功  京都大学, 工学研究科, 教授 (70183861)

研究分担者 関根 利守  物質・材料研究機構, 物質研究所, 主任研究員
小笠原 一禎  関西学院大学, 理工学部, 講師 (10283631)
西谷 滋人  京都大学, 工学研究科, 助教授 (50192688)
研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
14,400千円 (直接経費: 14,400千円)
2003年度: 5,400千円 (直接経費: 5,400千円)
2002年度: 9,000千円 (直接経費: 9,000千円)
キーワード第一原理計算 / セラミックス / 窒化ケイ素 / 電子論 / X線吸収スペクトル / 高圧 / 溶質元素
研究概要

1999年にドイツのグループが発見したスピネル型をとる立方晶窒化ケイ素は,これまで六方晶のα型とβ型の窒化ケイ素に比べて,3.5eVのバンドギャップを持つ,直接遷移型の物質であることを我々は理論計算に基づいて予測し,また超高硬度材料としても興味が持たれることを提唱してきた.硬度については,すでに我々の実験により,ダイヤモンドとcBNに次ぐ硬度をスピネル型窒化ケイ素が有することを発見している.本研究では,理論計算を系統的に行うことと平行して,衝撃庄縮法と薄膜合成法により系統的な実験を行うことを目的とした.初年度得られた結果を以下に列挙する.
1)バンド計算による量子材料設計を行った結果,立方晶窒化ケイ素を薄膜合成するためのプロセシング条件を明らかにし,半導体化させるためのドーパントを探索した.薄膜実験にも着手し,現在は予備実験段階である.
2)新規物質の高圧合成を衝撃圧縮装置を用いて行った.とくに,炭素の固溶の可能性とスピネル型サイアロンの可能性について検討した.
3)スピネル型サイアロンおよび,β型サイアロンについて,分子化学研究所UVSOR放射光施設でのAl-K端XANESの測定を行った.これまで,本研究での理論計算では,両サイアロンともに,Al-Oの優先的な結合が形成されることを予測していたが,実験Al-K端XANESの化学シフトおよびスペクトル形状は,その理論予測と定量的に一致した.

報告書

(3件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (29件)

  • [文献書誌] Zhu, Y.Q: "Shock-wave resistance of WS_2 nonotubes"J.Am.Chem.Soc. 125. 1329-1333 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomeoka, K.: "Interplanetary dust from the explosive dispersal of hydrated asteroids by impacts."Nature. 423. 60-62 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kobayashi, T.: "Formation of carbon onion in heavily shocked SiC"Chem.Mater.. 15[14]. 2681-2683 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sekine, T.: "Aluminum oxynitride at pressures up to 180 GPa."J.Appl.Phys.. 94[8]. 4803-4806 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Tanaka: "First principles calculations of anion-vacancies in oxides and nitrides"J.Am.Ceram.Soc.. 85. 68-74 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Tanaka: "Hardness of cubic silicon nitride"J.Mater.Res.. 17. 731-733 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Tanaka, K.Tatsumi, M.Nakano, H.Adachi, F.Oba: "First principles calculations of anion-vacancies in oxides and nitrides"J. Am. Ceram. Soc.. 85. 68-74 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.Oba, K.Tatsumi, I.Tanaka, H.Adachi: "Effective doping in cubic Si3N4 and Ge3N4 and Ge3N4: A first principles study"J. Am. Ceram. Soc.. 85. 109-112 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Tanaka, F.Oba, T.Sekine, E.Ito, a.Kubo, K.Tatsumi, H.Adachi, T.Yamamoto: "Hardness of cubic silicon nitride"J. Mater. Res.. 17. 731-733 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Tatsumi, I.Tanaka, H.Adachi, M.Yoshiya: "Atomic structure and bonding of β-and spinel Si6-zAlzOzN8-z by first principles calculations"Phys. Rev. B. 66. 1652101-1652108 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kimoto, K.Ishizuka, T.Mizoguchi, I.Tanaka, Y.Matsui: "The study of AI-L2.3 ELNES with resolution-enhancement software and first-principles calculation"J. Electro Microscopy. 52. 299-303 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Tanaka, T.Mizoguchi, M.Matsui, S.Yoshioka, H.Adachi, T.Yamamoto, T.Okajima, M.Umesaki, W-Y.Ching, Y.Inoue, M.Mizuno, H.Araki, Y.Shirai: "Identification of ultradilute dopants in ceramics"Nature materials. 2. 541-545 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Mizoguchi, I.Tanaka, M.Kunisu, M.Yoshiya, H.Adachi, W.Y.Ching: "Theoretical prediction of ELNES/XANES and chemical bondings of AIN polytypes"Micron. 34. 249-254 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Q.Zhu, T.sekine, K.S.Brigatti, S.Firth, R.Tenne, R.Rosentsveig, H.W.Kroto, D.R.M.Walton: "Shock-wave resistance of WS2 nanotubes"J. Am. Chem. Soc.. 125. 1329-1333 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Tomeoka, K.Kiriyama, K.Nakamura, Y.Yamahana, T.Sekine: "Interplanetary dust from the explosive dispersal of hydrated asteroids by impacts"Nature. 423. 60-62 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kobayashi, T.Sekine, H.He: "Formation of carbon onion from heavily shocked SiC"Chem. Mater.. 15. 2681-2683 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Sekine, X.Li, T.Kobayashi, Y.Yamashita, P.Patel, J.W.McCauley: "Almminum oxynitride at pressures up to 180 Gpa"J. Appl. Phys.. 94. 4803-4806 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Zhu, Y.Q: "Shock-wave resistance of WS_2 nonotubes"J.Am.Chem.Soc. 125. 1329-1333 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Tomeoka, K.: "Interplanetary dust from the explosive dispersal of hydrated asteroids by impacts."Nature. 423. 60-62 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kobayashi, T.: "Formation of carbon onion in heavily shocked SiC"Chem.Mater.. 15[14]. 2681-2683 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Sekine, T.: "Aluminum oxynitride at pressures up to 180 GPa."J.Appl.Phys.. 94[8]. 4803-4806 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] I.Tanaka: "First principles calculations of anion-vacancies in oxides and nitrides"J.Am.Ceram.Soc.. 85. 68-74 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] I.Tanaka: "Hardness of cubic silicon nitride"J.Mater.Res.. 17. 731-733 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] I.Tanaka: "First principles calculations of anion-vacancies in oxides and nitrides"J Am. Ceram. Soc.. 85. 68-74 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Tatsumi: "First principles calculations of post-spinel phases of Si3N4"J Am. Ceram. Soc. 85. 7-10 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] F.Oba: "Effective doping in cubic Si3N4 and Ge3N4 : A first principles study"J Am. Ceram. Soc.. 85. 97-100 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yoshiya: "Theoretical study on chemistry of intergranular glassy film in Si3N4-SiO2 ceramics"J. Am. Ceram. Soc.. 85. 109-112 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] W-Y.Ching: "Theoretical prediction of the structure and properties of cubic spinel nitrides"J. Am. Ceram. Soc. 85. 78-80 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] I.Tanaka: "Hardness of cubic silicon nitride"J. Mater. Res.. 17. 731-733 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

URL: 

公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi