| 研究課題/領域番号 |
16H06123
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| 研究種目 |
若手研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
金属・資源生産工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
森戸 春彦 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (80463800)
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| 研究協力者 |
山根 久典
下田 将司
漆山 宏直
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
25,090千円 (直接経費: 19,300千円、間接経費: 5,790千円)
2017年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2016年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
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| キーワード | クラスレート / 結晶成長 / フラックス法 / 単結晶育成 / 結晶構造制御 / 新規物質合成 / シリコン / 新規化合物 / シリコンクラスレート / 結晶成長メカニズム / 生成条件 / クラスレート単結晶 / 結晶工学 / 構造・機能材料 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、次世代の機能性材料として期待されるNa-Siクラスレートの新しい結晶育成技術として「金属フラックス法」の開発を行った。金属フラックスとして錫（Sn）を用いることで、Na、SiおよびSnの混合溶液を作製することに成功し、この溶液からNaを蒸発させることで、Na-Siクラスレートの単結晶を得ることができた。また、合成温度によってクラスレートのケージ構造を制御できることを明らかにし、結晶構造の異なるⅠ型とⅡ型を作り分ける技術を確立した。さらに、Siの一部をGaで置換した新規クラスレートの合成にも成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
Na-Siクラスレートは、太陽電池や熱電変換材料などの機能性材料として応用が期待されているが、デバイス応用には欠かせない「結晶を作製する技術」が確立されていなかった。本研究成果により、Na-Siクラスレートの結晶が得られる条件が明らかになり、本物質のデバイス応用への道が開かれた。また、本研究によって新しい結晶育成技術が確立されたことで、これまで作製が困難だった結晶や新規結晶の作製も可能となり、本研究成果は結晶工学分野における学術的な発展に大きく貢献した。
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