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酸化物ゲル膜と溶融塩の反応による窒化物系薄膜の低温合成

研究課題

研究課題/領域番号 17H03382
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
研究機関北海道大学

研究代表者

忠永 清治  北海道大学, 工学研究院, 教授 (90244657)

研究分担者 三浦 章  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (10603201)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
キーワード窒化物薄膜 / 酸窒化物薄膜 / 液相法 / 低温窒化 / ゲル膜 / 窒化物 / 酸窒化物 / 薄膜
研究成果の概要

本研究では、ゾル-ゲル法により作製したゲル膜を、窒素を含む低温溶融塩の液相と反応させる、あるいは、様々な窒素含有化合物のと共に熱処理を行うことにより、低温プロセスで窒化物あるいは酸窒化物の薄膜を形成する新規手法を開発することを目的とした。
作製した酸化物ゲル膜を窒素気流下の電気炉で熱処理する際に、上流に尿素を置き、尿素を加熱して発生する化学種を用いてゲル膜を窒化する方法を検討したところ、あらかじめ液相法で作製した酸化銅あるいは酸化タンタルの薄膜を尿素存在下、窒素気流中熱処理を行うことにより、Cu3NまたはTaON薄膜形成できることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

溶液法による膜形成と尿素を用いた窒化反応により、金属窒化物や酸窒化物薄膜を、様々な基板上に容易に形成できる手法を見出した。本手法では、金属窒化物薄膜および酸窒化物薄膜を得るために、容易に手に入る尿素粉末を窒素源として用いており、窒化反応において有毒なアンモニアガスを用いる必要がないことが大きな特徴である。
今回見出した手法を他の系に適用することが可能となれば、金属窒化物薄膜あるいは酸窒化物が容易に得られることから、窒化物薄膜あるいは酸窒化物薄膜の研究の大きく進展し、さらに、応用の拡大が期待できる。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Self-Combustion Synthesis of Novel Metastable Ternary Molybdenum Nitrides2019

    • 著者名/発表者名
      Jin Odahara, Wenhao Sun, Akira Miura, Nataly Carolina Rosero-Navarro, Masanori Nagao, Isao Tanaka, Gerbrand Ceder, and Kiyoharu Tadanaga
    • 雑誌名

      ACS Materials Letters

      巻: 1 号: 1 ページ: 64-70

    • DOI

      10.1021/acsmaterialslett.9b00057

    • 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] Explosive Reaction for Barium Niobium Perovskite Oxynitride2017

    • 著者名/発表者名
      Odahara Jin、Miura Akira、Rosero-Navarro Nataly Carolina、Tadanaga Kiyoharu
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 57 号: 1 ページ: 24-27

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.7b02660

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Preparation of Cu3N thin films on glass substrate by nitridation of solution process-derived CuO thin film with urea2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Ohigashi, A. Miura, N. Rosero Navarro, K. Tadanaga
    • 学会等名
      25th International Congress on Glasses (ICG2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 液相法および尿素による窒化を用いたTaON薄膜の作製2019

    • 著者名/発表者名
      樋口亜門・三浦章・Nataly Carolina ROSERO NAVARO・鱒渕友治・忠永清治
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2019年夏季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ナトリウムアミド融液を用いたスピネル型マンガン鉄酸窒化物の低温合成2019

    • 著者名/発表者名
      清藤太郎・三浦章・Nataly Carolina ROSERO NAVARO・忠永清治
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2019年夏季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Preparation of transition metal nitride and oxynitride thin films by nitridation of sol-gel derived oxide thin films with urea2019

    • 著者名/発表者名
      K. Tadanaga, Y. Ohigashi, A. Higuchi, N. C. Rosero Navarro and Akira Miura
    • 学会等名
      The 20th International Sol-Gel Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of Binary and Ternary Nitrides by Self-Combustion Synthesis using NaNH22019

    • 著者名/発表者名
      A. Miura, J. Odahara, N.C. Rosero Navarro, M. Nagao, I. Tanaka, K. Tadanaga
    • 学会等名
      The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies(PACRIM13)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 液相法と尿素による窒化を用いたTaON薄膜の合成と評価2019

    • 著者名/発表者名
      樋口亜門・Nataly Carolina ROSERO-NAVARRO・三浦 章・鱒渕友治・忠永清治
    • 学会等名
      令和元年度 日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Exploring Ternary Molybdenum Superconducting Nitrides by Self-Combustion Synthesis2019

    • 著者名/発表者名
      Akira MIURA, Jin ODAHARA, Nataly Carolina ROSERO-NAVARRO, Masanori NAGAO, Isao TANAKA, Kiyoharu TADANAGA
    • 学会等名
      Materials Research Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 自己燃焼反応による新規マンガンモリブデン窒化物の合成2019

    • 著者名/発表者名
      三浦 章・小田原 仁・Nataly Carolina Rosero-Navarro・忠永 清治・長尾 雅則・田中 功
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2019年年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アミド溶液を介した酸化インジウム薄膜への窒素ドープ2018

    • 著者名/発表者名
      成瀬 雅浩・三浦 章・Rosero-Navarro Nataly Carolina・伊左治 忠之・前田 真一・藤本 修・忠永 清治
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 尿素を用いた酸化銅薄膜の窒化とその反応機構2018

    • 著者名/発表者名
      大東侑生・三浦 章・Nataly Carolina Rosero-Navarro・忠永清治
    • 学会等名
      2018年日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Explosive Synthesis of BaNbO2N2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Miura, Nataly Carolina Rosero-Navarro, Kiyoharu Tadanaga
    • 学会等名
      The 8th Advanced Functional Materials and Devices
    • 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] Synthesis of Nitrides and Oxynitrides using NaNH2 for Emerging New Functional Materials2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Miura, Kiyoharu, Tadanaga
    • 学会等名
      2018 International Conference of Young Researchers on Advanced Materials(ICYRAM2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 液相法で作製した酸化銅薄膜の尿素を用いた窒化2018

    • 著者名/発表者名
      大東侑生, 三浦章, Nataly Carolina ROSERO NAVARRO, 忠永清治
    • 学会等名
      第 56 回セラミックス基礎科学討論会、講演要旨集p.215(2F18)(2018.1.11-12).
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ペロブスカイト型酸窒化物 BaTaO2N の爆発的反応合成2018

    • 著者名/発表者名
      小田原 仁・三浦 章・Nataly Carolina Rosero-Navarro・忠永 清治
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2018年年会、講演要旨集1K24(2018.3.15-17).
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] NaNH2を用いたBaNbO2Nの合成2017

    • 著者名/発表者名
      小田原仁・三浦章・Nataly Carolina Rosero Navarro・忠永清治
    • 学会等名
      平成29年度日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会、講演要旨集1P06(2017.11.1-2)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 酸化インジウム薄膜の室温プラズマ窒化と電気特性2017

    • 著者名/発表者名
      成瀬雅浩・三浦章・Nataly Carolina Rosero Navarro・樋口幹雄・忠永清治
    • 学会等名
      平成29年度日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会、講演要旨集1P07(2017.11.1-2)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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