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ヒドリドの高圧縮率を活かした構造・物性設計

研究課題

研究課題/領域番号 16H06033
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 無機化学
研究機関東京工業大学 (2019)
京都大学 (2016-2018)

研究代表者

山本 隆文  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (80650639)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
25,480千円 (直接経費: 19,600千円、間接経費: 5,880千円)
2019年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2017年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2016年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
キーワードヒドリド / 酸水素化物 / 高圧 / ペロブスカイト / バナジウム
研究成果の概要

本研究ではバナジウム酸水素化物Srn+1VnO2n+1Hn (n = 1,2,∞)に対して高圧下での測定を行うことにより、ヒドリドの新しい二つの性質を明らかにした。一つはヒドリドが極めて圧縮されやすいという性質、もう一つは金属原子間の相互作用を対称性の違いでブロックするという性質である。これらの結果により、H-を利用することによって、体積をロスすることなく、原子レベルで次元性を制御できることを示した。これらヒドリドの特異な圧縮挙動や特異な結合様式を利用して革新的物性制御が可能になると考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、従来合成が容易ではなかった酸水素化物が、合成技術の発達により次々に合成されており、その物性に注目が集まっている。例えば層状ペロブスカイト酸水素化物がヒドリドの固体イオン伝導を達成し、新しいエネルギーデバイスへの道を拓いた。またトポケミカル反応で得られるBaTi(O,H)3はヒドリドの高活性を利用したアンモニア触媒反応や新規複合アニオン合成のための前駆体として利用できる。本研究ではこれら大変興味深い酸水素化物について知られていなかった新しい性質を明らかにしたものである。ここで分かった性質は今後の物質設計、物性の制御に活かされることが期待できる。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 8件、 招待講演 9件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Oxford(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] オックスフォード大学(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] NIST(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Oxford(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] NIST(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Pressure-Induced Transitions in the 1-Dimensional Vanadium Oxyhydrides Sr2VO3H and Sr3V2O5H2, and Comparison to 2-Dimensional SrVO2H2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Yamamoto, Harry WT Morgan, Dihao Zeng, Takateru Kawakami, Midori Amano Patino, Michael A Hayward, Hiroshi Kageyama, John E McGrady
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 58(22) 号: 22 ページ: 15393-15393

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.9b02459

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Selective Hydride Occupation in BaVO3?xHx (0.3 ? x ? 0.8) with Face- and Corner-Shared Octahedra2018

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Takafumi、Shitara Kazuki、Kitagawa Shunsaku、Kuwabara Akihide、Kuroe Masahiro、Ishida Kenji、Ochi Masayuki、Kuroki Kazuhiko、Fujii Kotaro、Yashima Masatomo、Brown Craig M.、Takatsu Hiroshi、Tassel Cedric、Kageyama Hiroshi
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 30 号: 5 ページ: 1566-1574

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.7b04571

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The role of π-blocking hydride ligands in a pressure-induced insulator-to-metal phase transition in SrVO2H2017

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Takafumi、Zeng Dihao、Kawakami Takateru、Arcisauskaite Vaida、Yata Kanami、Patino Midori Amano、Izumo Nana、McGrady John E.、Kageyama Hiroshi、Hayward Michael A.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 号: 1 ページ: 1217-1217

    • DOI

      10.1038/s41467-017-01301-0

    • NAID

      120006358800

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 超高圧下における酸水素化物の性質2020

    • 著者名/発表者名
      山本隆文
    • 学会等名
      複合アニオン新学術領域研究 公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Controlling the local structures of mixed anion compounds2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Yamamoto
    • 学会等名
      The 11th International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC-11)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] New opportunities in chemistry from mixed-anion compounds2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Yamamoto
    • 学会等名
      GFMAT-2/Bio-4
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Controlling the Structure of Mixed Anion Compounds by Using High Pressure2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Yamamoto
    • 学会等名
      iLIM-4
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 複合アニオンによる新機能セラミックスの創製2019

    • 著者名/発表者名
      山本隆文
    • 学会等名
      第19回 五セラミックス研究機関(東工大-名工大-JFCC-AIST-NIMS)合同講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Controlling the local structure of transition metal oxyhydrides2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Yamamoto, Hiroshi Kageyama
    • 学会等名
      PACRIM13
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高圧を用いた複合アニオンの構造制御2019

    • 著者名/発表者名
      山本隆文, 陰山洋
    • 学会等名
      第13回 物性科学領域横断研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 酸化物セラミックスを超える機能性材料の開拓2019

    • 著者名/発表者名
      山本隆文
    • 学会等名
      第92回フロンティア材料研究所講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 化学・物理圧力を使った電子構造の制御2019

    • 著者名/発表者名
      山本隆文
    • 学会等名
      第8回酸化物研究の新機軸に向けた学際討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The roles of hydride ions in oxyhydride materials2018

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Yamamoto, Dihao Zeng, Takateru Kawakami, John E. McGrady, Michael A. Hayward, and Hiroshi Kageyama
    • 学会等名
      Gordon Research Conference, Solid State Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The roles of hydride ions in oxyhydride materials2018

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Yamamoto
    • 学会等名
      Advanced Chemistry and Catalysis Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 新規酸水素化物の合成とヒドリドが拓く物性2018

    • 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 サテライトミーティング「第4回構造科学と新物質探索研究会」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 選択的ヒドリド導入による物性制御2018

    • 著者名/発表者名
      山本隆文, 設楽一希, 北川俊作, 桑原彰秀, 黒江雅広, 石田憲二, 越智正之, 黒木和彦, 藤井孝太郎, 八島正知, 陰山洋
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 2018年年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] バナジウム酸水素化物におけるアニオンサイト制御2018

    • 著者名/発表者名
      山本隆文, 設楽一希, 北川俊作, 桑原彰秀, 黒江雅広, 石田憲二, 越智正之, 黒木和彦, 藤井孝太郎, 八島正知, 陰山洋
    • 学会等名
      日本化学会 第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 複合アニオン化合物におけるヒドリドイオンの高圧特性2017

    • 著者名/発表者名
      山本 隆文, Michael A. Hayward, 陰山 洋
    • 学会等名
      日本化学会 第97春季年会
    • 発表場所
      慶応大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] SrVO2Hにおける圧力誘起絶縁体-金属転移2017

    • 著者名/発表者名
      山本 隆文, 陰山 洋, Dihao Zeng, John E. McGrady, Michael A. Hayward, 川上 隆輝
    • 学会等名
      第2回固体化学フォーラム研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] SrVO2Hにおける圧力誘起絶縁体-金属転移2017

    • 著者名/発表者名
      山本隆文, Dihao Zeng, 川上隆輝, John McGrady, Michael A. Hayward, 陰山洋
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第30回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] SrVO2Hにおける圧力誘起絶縁体-金属転移2017

    • 著者名/発表者名
      山本隆文, Dihao Zeng, 川上隆輝, John McGrady, Michael A. Hayward, 陰山洋
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年 秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 異方的な配位を持つ遷移金属化合物における圧力誘起相転移2017

    • 著者名/発表者名
      山本隆文
    • 学会等名
      日本磁気学会 第215回研究会/第61回化合物新磁性材料専門研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A Pressure-Induced Insulator to Metal Transition in SrVO2H2017

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Yamamoto, Dihao Zeng, Takateru Kawakami, John McGrady, Michael A. Hayward, Hiroshi Kageyama
    • 学会等名
      The 6th Toyota RIKEN International Workshop
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 複合アニオン化合物におけるヒドリド(H-)イオンの高圧特性2016

    • 著者名/発表者名
      山本隆文, 川上隆輝, Michael A. Hayward, John E. McGrady, 陰山洋
    • 学会等名
      第10回 物性科学領域横断研究会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2016-12-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High compressibility of hydride ion in Oxyhydrides2016

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Yamamoto, Michael A. Hayward, Hiroshi Kageyama
    • 学会等名
      Workshop on solid-state chemistry for oxide and mixed-anion systems
    • 発表場所
      Kyoto university
    • 年月日
      2016-12-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 酸水素化物におけるヒドリドの高圧縮挙動2016

    • 著者名/発表者名
      山本隆文, 川上隆輝, Michael A. Hayward, 岡田卓, 亀卦川卓美, 陰山洋
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第29回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2016-09-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] 固体物理2019

    • 著者名/発表者名
      山本隆文、陰山洋
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      アグネ技術センター
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] Takafumi's homepage

    • URL

      https://sites.google.com/view/takafumis-homepage

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-06-14  

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