ベルト型高圧装置による超高温度発生技術の開発と新規固溶体の創製

• 研究課題/領域番号: 16K14395
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 国立研究開発法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 谷口 尚 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (80354413)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: ベルト型高圧装置 / 高温発生 / 高圧合成 / 高圧高温発生 / 断熱材 / 結晶成長 / 固溶体合成

研究成果の概要

ベルト型高圧装置による高圧下、3000℃以上での合成実験技術の開発を目的とした。高圧下での安定な高温制御の鍵は、適切な発熱体と断熱部材の設計となる。円筒形状の黒鉛発熱体の周囲を六方晶窒化ホウ素成形体で保持し、2.5万気圧領域で3000℃程度の高圧合成環境を獲得した。これにより遷移金属ダイカルコゲナイド結晶の融掖からの単結晶成長、黒鉛、hBN中への高温下で異種元素の固相拡散による新たな特性探索を行った。3000℃領域の測温は熱電対による2300℃までの測温を試料内複数箇所で行い、電力からの外挿で評価した。今後、参照となる高純度金属の融解挙動評価のための試料容器の探索、最適化が重要な課題である。

研究成果

• [国際共同研究] Institut Néel,CNRS-Grenoble(フランス)
• [雑誌論文] Weakly Trapped, Charged, and Free Excitons in Single-Layer MoS2 in the Presence of Defects, Strain, and Charged Impurities (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Dubey, S. Lisi, G.Nayak, F. Herziger, Van-Dung Nguyen, T. Le Quang, V. Cherkez, C. González, Y. J. Dappe, K. Watanabe, T. Taniguchi, L. Magaud, P. Mallet, Jean-Y. Veuillen, R. Arenal, L. Marty, J. Renard, N. Bendiab, J. Coraux, V. Bouchiat
  • 雑誌名: ACS NANO 巻: 11 号: 11 ページ: 112069-112069
  • DOI: 10.1021/acsnano.7b05520
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] High-pressure synthesis of a 12CaO7Al2O3-12SrO7Al2O3 solid solution (2017)
  • 著者名/発表者名: M.Miyakawa, K.Kobayashi, T.Taniguchi
  • 雑誌名: Journal of the American Ceramic Society 巻: 100 号: 4 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1111/jace.14743
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mechanical Properties of Cubic-BN(111) Bulk Single Crystals Evaluated by Nanoindentation (2017)
  • 著者名/発表者名: M.Deura, K. Kutsukake , Y. Ohno , I. Yonenaga, T.Taniguchi
  • 雑誌名: PHYSICA STATUS SOLIDI B-BASIC SOLID STATE PHYSICS 巻: 6 号: 5 ページ: 1700473-1700473
  • DOI: 10.1002/pssb.201700473
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization behavior of cubic boron nitride from an amorphous BN precursor via high-pressure high-temperature treatment with controlled water addition (2016)
  • 著者名/発表者名: T.Mochizuki, YYamamoto, N.Idota, F. Kawamura, T. Taniguchi, Y. Sugahara
  • 雑誌名: J. European Ceram. Soc. 巻: 36 号: 15 ページ: 3565-3569
  • DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2016.06.027
  • 査読あり
• [学会発表] 高圧・高温プロセスによる窒化物系高密度相の機能探索 (2017)
  • 著者名/発表者名: 谷口 尚
  • 学会等名: 日本金属学会秋期シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] High pressure synthesis of polymorphic phase of Boron Nitride;Impurity control and new functionalization (2017)
  • 著者名/発表者名: T.Taniguchi
  • 学会等名: Joint AIRAPT 26 & ACHPR 8
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] High Pressure Synthesis of fine structure cubic boron nitride sintered bodies and their mechanical properties (2017)
  • 著者名/発表者名: T.Taniguchi
  • 学会等名: FiMPART. 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Synthesis hexagonal Boron High pressure synthesis of polymorphic phase of Boron Nitride (2017)
  • 著者名/発表者名: T.Taniguchi
  • 学会等名: 2017 Spring MRS Meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] High pressure synthesis of boron nitride polymorphic phases and their applications (2016)
  • 著者名/発表者名: T.Taniguchi
  • 学会等名: Thermec 2016
  • 発表場所: Graz convention center Austlia
  • 年月日: 2016-05-30
  • 招待講演
• [学会発表] 2次元遷移金属カルコゲナイド結晶の高品位化に向けた調査研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 谷口 尚
  • 学会等名: 第2回TIA光・量子計測シンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場 つくば市 茨城県