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低温窒化法による酸窒化物の合成と電子構造制御による機能性の発現

研究課題

研究課題/領域番号 17H04950
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 無機材料・物性
研究機関北海道大学

研究代表者

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
24,310千円 (直接経費: 18,700千円、間接経費: 5,610千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2017年度: 15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)
キーワード酸窒化物 / 窒化物 / 酸素還元触媒 / 半導体 / メタセシス反応 / 低温合成 / 電気化学触媒 / 電子構造 / 機能性 / 低温反応
研究成果の概要

高温の熱処理が必要な酸窒化物の合成を低温で合成できる手法を開発し、新規機能性材料の創出を目指した。その結果、ナトリウムアミドと塩化物、酸水化物の混合によるBaNbO2NやBaTaO2Nを数秒で合成することに成功した。また、新規窒化物であるマンガン―モリブデン窒化物を発見し、マンガンが窒化物格子中にはいることで、電子構造が変化し酸素還元触媒能が向上した。さらに、液相を介した窒化法によって、酸化物薄膜の窒化を試み、結果として酸化インジウム膜の電子移動度の向上に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、新規機能性材料を生み出すための新たな合成手法の創出と、酸化物イオンと窒化物イオンを組み合わせた新規材料の創出を目指して研究を行った。その結果、ナトリウムアミドと塩化物、酸水化物の混合によって、光触媒として着目されている酸窒化物ペロブスカイト型を数秒で合成することに成功した。また、新規窒化物であるマンガン―モリブデン窒化物を発見し、マンガンが窒化物格子中にはいることで、電子構造が変化し酸素還元触媒能が向上した。さらに、液相を介した半導体薄膜の機能性向上を目指し、酸化インジウム薄膜の電子移動度の向上に成功した。

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

    (29件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 7件、 招待講演 7件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] UC Berkeley/Lawrence Berkeley National Laboratory/University of Michigan(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] lawrence berkeley national laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Selective metathesis synthesis of MgCr2S4 by control of thermodynamic driving forces2020

    • 著者名/発表者名
      Miura Akira、Ito Hiroaki、Bartel Christopher J.、Sun Wenhao、Rosero-Navarro Nataly Carolina、Tadanaga Kiyoharu、Nakata Hiroko、Maeda Kazuhiko、Ceder Gerbrand
    • 雑誌名

      Materials Horizons

      巻: - 号: 5 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1039/c9mh01999e

    • NAID

      120007032609

    • 関連する報告書
      2019 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] 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] Synthesis, Crystal Structure and Optical Absorption of NaInS2-xSex2018

    • 著者名/発表者名
      Takahashia, Natsuumi; Ito, Hiroaki; Miura, Akira; Rosero-Navarro, Nataly Carolina;Goto, Yosuke; Mizuguchi, Yoshikazu; Moriyoshi, Chikako; Kuroiwa, Yoshihiro; Nagao, Masanori;Watauchi, Satoshi; Tanaka, Isao; Tadanaga, Kiyoharu
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 750 ページ: 409-413

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2018.03.407

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-temperature synthesis and rational design of nitrides and oxynitrides for novel functional material development2017

    • 著者名/発表者名
      Miura, Akira
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 125 号: 7 ページ: 552-558

    • DOI

      10.2109/jcersj2.17055

    • NAID

      130006899954

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 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
  • [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), Abstract ICG-SI-120-2019 (2019. 6.9-14, Boston, USA).
    • 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] 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、講演要旨集A01 (2019.7.20).
    • 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 A. Miura
    • 学会等名
      The 20th International Sol-Gel Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [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 / 招待講演
  • [学会発表] Molten Salt Synthesis of Chalcogenide Spinels MgIn2S4-2xSe2x (x=0 and 0.5)2019

    • 著者名/発表者名
      H. Ito, A. Miura, N.C. ROSERO-NAVARRO, Nataly Y. MIZUGUCHI, Y. GOTO, Y. KUROIWA, C. MORIYOSHI, 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] 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
    • 招待講演
  • [学会発表] Explosive Synthesis of BaNbO2N2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Miura
    • 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] Low-Temperature Synthesis of Nitrides/Oxynitrides and Emerging New Functional Materials by Controlling Electronic Structure2018

    • 著者名/発表者名
      A. Miura, N. C. Rosero-Navarro, K. Tadanaga
    • 学会等名
      4th Workshop for Materials-Informatics Classic, MSSJ
    • 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] 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] 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
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] BaM(O,N)3 (M=Nb, Ta)の爆発合成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
      化学系学協会北海道支部2018年冬季研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 室温窒素プラズマ照射による酸化インジウム薄膜への窒素ドープ手法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      成瀬雅浩・三浦章・樋口幹雄・忠永清治
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2017年夏季研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Hexane-Assisted Synthesis of BaNbO2N2017

    • 著者名/発表者名
      Akira Miura, Jin Odahara, N.C. Rosero-Navarro, Kiyoharu Tadanaga
    • 学会等名
      9th International Symposium on Nitrides & International Symposium on SiAlONS and Non-oxides
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [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
    • 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
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Liquid-Phase Synthesis of Energy Materials with Multiple Anions: Mn(O,N) Electrocatalyst and Li6PS5Br Electrolyte2017

    • 著者名/発表者名
      Akira Miura, Nataly Carolina Rosero-Navarro, Kiyoharu Tadanaga
    • 学会等名
      The 7th Advanced Functional Materials and Devices
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] リサーチマップ

    • URL

      https://researchmap.jp/amiura/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
  • [備考] Google Scholar

    • URL

      https://scholar.google.com/citations?hl=en&user=_vPBvrAAAAAJ&view_op=list_works

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 無機合成化学研究室

    • URL

      http://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/inorgsyn/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 北海道大学研究者総覧

    • URL

      https://researchers.general.hokudai.ac.jp/profile/ja.utqoGJX7-oVpr36A-zjM1Q==.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] Google Scholar

    • URL

      https://scholar.google.co.jp/citations?user=_vPBvrAAAAAJ&hl=en

    • 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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