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有機ケイ素を層間に持つ層状ペロブスカイトの機能強化

研究課題

研究課題/領域番号 16K05902
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 有機・ハイブリッド材料
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

片岡 祥  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (50435765)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードLayered perovskite / silsesquioxane / porous structure / hybrid / film / 層状ペロブスカイト / 層間材料 / カゴ状シルセスキオキサン / 細孔構造 / 薄膜 / 有機ケイ素 / 細孔 / ハロゲン化金属 / POSS / ハイブリッド
研究成果の概要

本研究課題では、有機ケイ素を層間に持つ層状ペロブスカイトの機能を強化することを目的とする。独自に開発した層状ペロブスカイトは、金属ハロゲン層と有機ケイ素化合物であるカゴ状シルセスキオキサン(POSS)で構成される。その特徴としてナノ細孔があるが、細孔容積が十分ではなく、機能強化が困難であった。そこで層間材料であるPOSSの一部を有機アミンに交換することで、POSSによる層間距離を維持したまま、ナノ細孔容積を制御できることを明らかにした。また、層間材料を有機アミンに交換することで、この材料を基板上に塗布すると層状構造を維持しており、応用展開への道筋を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

有機無機ハイブリッド型層状ペロブスカイト化合物は、ペロブスカイト層と絶縁層が交互に存在する低次元材料であり、半導体材料や発光素子材料など様々な分野への応用が期待されている。これまでに開発した層状ペロブスカイトは、結晶構造を維持したままナノ細孔を持つという特色があったが、細孔容積が十分でないという問題があった。本研究で細孔比表面積を制御する技術を確立したことで、ナノ細孔を有効に利用して機能強化に繋がることが期待される。また、少量の有機アミンを添加することで、薄膜化への道筋も示された。これにより、細孔を利活用した機能向上への研究へ繋げていきたい。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] カゴ型シルセスキオキサンを層間に持つ層状ペロブスカイトの開発2019

    • 著者名/発表者名
      片岡祥
    • 雑誌名

      ゼオライト

      巻: 36 ページ: 12-17

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Toward Increasing Micropore Volume between Hybrid Layered Perovskites with Silsesquioxane Interlayers2018

    • 著者名/発表者名
      Sho Kataoka, Yoshihiro Kamimura, Akira Endo
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 34 号: 14 ページ: 4116-4172

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.7b04337

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hybrid Lead Halide Layered Perovskites with Silsesquioxane Interlayers2017

    • 著者名/発表者名
      Sho Kataoka, Wako Kaburagi, Hiroyuki Mochizuki, Yoshihiro Kamimura, Kazuhiko Sato, and Akira Endo
    • 雑誌名

      Journal of Nanoscience and Nanotechnology

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ナノ細孔を持つ層状ペロブスカイト型化合物の作製2017

    • 著者名/発表者名
      片岡祥、遠藤明
    • 学会等名
      第33回ゼオライト研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Hybrid Layered Perovskites with Nanopores2017

    • 著者名/発表者名
      Sho Kataoka and Akira Endo
    • 学会等名
      15th International Conference on Advanced Materials
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [産業財産権] 細孔を有する有機無機層状ペロブスカイト型化合物とその有機無機層状ペロブスカイト型化合物の製造方法2017

    • 発明者名
      片岡祥
    • 権利者名
      片岡祥
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-224406
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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