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圧縮率の違いを利用した層状化合物の創製

研究課題

研究課題/領域番号 19K22230
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分36:無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
研究機関東京工業大学

研究代表者

山本 隆文  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (80650639)

研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード高圧 / 圧縮率 / 層状構造 / 複合アニオン / 高圧合成 / オキシカルコゲナイド
研究開始時の研究の概要

近年1GPaを超える圧力を使った無機化合物合成が一般的になりつつあるが、どのような化合物がどのような圧力で合成できるのかということに関しては明確な指針がないのが現状である。本研究はイオンの圧縮率(すなわち硬さ・柔らかさ)というパラメータを利用することによって、高圧合成法を使った新しい層状化合物の設計指針を打ち出そうとするものである。そのために、高圧合成を用いた様々な層状物質の合成を行う。またメカニズム解明のためのin-situ実験を行う。

研究成果の概要

近年1GPaを超える圧力を使った無機化合物合成が一般的になりつつあるが、どのような化合物がどのような圧力で合成できるのかということに関しては明確な指針がないのが現状であった。本研究はイオンの圧縮率(すなわち硬さ・柔らかさ)というパラメータに着目して、高圧下での物質の挙動や、高圧下での安定構造を明らかにした。具体的には、酸化物イオンに比べてニクタイドやヒドリドが柔らかいことに着目して、複数のアニオンを含む複合アニオン化合物における、高圧下の相転移や合成手法について明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究ではヒドリドの柔らかさに着目した酸水素化物の秩序/無秩序構造の安定化メカニズム関して、理論と合成の両面からアプローチし、その設計指針を明らかにした。また酸化物イオンに比べてニクタイドやヒドリドが柔らかいことに着目して、高圧下での構造相転移を見出した。このような研究は、近年一般的な合成法になりつつある、GPaオーダーの合成法に関する物質の設計指針や、高圧下での物性制御の指針となるものであり、将来的な新物質探索や新物性探索につながる結果である。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 6件、 招待講演 6件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Oxford(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] 南京理工大学(中国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Sequential Pressure-Induced B1-B2 Transitions in the Anion-Ordered Oxyhydride Ba2YHO32022

    • 著者名/発表者名
      Morgan Harry W. T.、Yamamoto Takafumi、Nishikubo Takumi、Ohmi Takuya、Koike Takehiro、Sakai Yuki、Azuma Masaki、Ishii Hirofumi、Kobayashi Genki、McGrady John E.
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 61 号: 18 ページ: 7043-7050

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.2c00465

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] High-Pressure and High-Temperature Synthesis of Anion-Disordered Vanadium Perovskite Oxyhydrides2021

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki Kazumasa、Ochi Masayuki、Nishikubo Takumi、Suzuki Jinya、Saito Takashi、Kamiyama Takashi、Kuroki Kazuhiko、Yamamoto Takafumi、Azuma Masaki
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 60 号: 20 ページ: 15751-15758

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.1c02399

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure-Induced Collapse Transition in BaTi2Pn2O (Pn = As, Sb) with an Unusual Pn?Pn Bond Elongation2021

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Takafumi、Yajima Takeshi、Li Zhi、Kawakami Takateru、Nakano Kousuke、Tohyama Takami、Yagi Takehiko、Kobayashi Yoji、Kageyama Hiroshi
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 60 号: 4 ページ: 2228-2233

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.0c02989

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] フラックスを用いたバナジウム酸水素化物の高圧合成と反応経路のその場観察2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木 仁哉、西久保 匠、酒井 雄樹、Zhao Pan、齋藤 寛之、東 正樹、山本 隆文
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第60回基礎科学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Mixed-Anion Chemistry of Vanadium-Based Oxyhydrides2021

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Yamamoto
    • 学会等名
      International Conference on Mixed-Anion Compounds(ICMAC)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Single crystal growth of perovskite oxyhydride under high pressure2021

    • 著者名/発表者名
      Jinya Suzuki, Takafumi Yamamoto, Masaki Azuma, Takumi Nishikubo
    • 学会等名
      STAC12
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Controlling local structures of oxide-based mixed-anion ceramics2020

    • 著者名/発表者名
      山本隆文
    • 学会等名
      錯体化学討論会「New design of coordination geometries centered in solid state materials 」
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] アニオンに着目した物質探索2020

    • 著者名/発表者名
      山本隆文
    • 学会等名
      新学術領域「量子液晶の物性科学」オンライン研究会 量子物質開発フォーラム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アニオンに着目した物質・機能探索2020

    • 著者名/発表者名
      山本隆文
    • 学会等名
      フロンティア材料研究所学術賞受賞講演会及び新任教員講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アニオンに着目した物質開発2020

    • 著者名/発表者名
      山本隆文
    • 学会等名
      第 132 回フロンティア材料研究所講演会(無機化学セミナー)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Controlling the local structures of mixed anion compounds2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Yamamoto
    • 学会等名
      The 11th International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC-11)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] New opportunities in chemistry from mixed-anion compounds2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Yamamoto
    • 学会等名
      GFMAT-2/Bio-4
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Controlling the Structure of Mixed Anion Compounds by Using High Pressure2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Yamamoto
    • 学会等名
      iLIM-4
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 複合アニオンによる新機能セラミックスの創製2019

    • 著者名/発表者名
      山本隆文
    • 学会等名
      第19回 五セラミックス研究機関(東工大-名工大-JFCC-AIST-NIMS)合同講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高圧を用いた複合アニオンの構造制御2019

    • 著者名/発表者名
      山本隆文, 陰山洋
    • 学会等名
      第13回 物性科学領域横断研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考]

    • URL

      https://sites.google.com/view/takafumis-homepage

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-07-04   更新日: 2023-01-30  

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