| 研究課題/領域番号 |
20H00384
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分34:無機・錯体化学、分析化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
陰山 洋 京都大学, 工学研究科, 教授 (40302640)
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| 研究分担者 |
立川 貴士 神戸大学, 分子フォトサイエンス研究センター, 准教授 (20432437)
佐藤 啓文 京都大学, 工学研究科, 教授 (70290905)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
採択後辞退 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
45,370千円 (直接経費: 34,900千円、間接経費: 10,470千円)
2022年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
2021年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
2020年度: 16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
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| キーワード | 酸窒化物 / 単結晶 / 高圧 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
酸窒化物は、可視光触媒、誘電体などの優れた機能から、酸化物や窒化物を超える機能性材料として精力的に研究されている。しかしながら、酸窒化物の構造、機能が本質的に理解されているとは言い難い。その大きな障害は、バルク単結晶が得られてないという事実である。研究代表者の陰山は、これまで進めてきた複合アニオン化合物の研究結果をもとに、バルクの酸窒化物単結晶に望む。理論（佐藤）との連携によって結晶育成のメカニズムを解明する。また、得られた単結晶を用いた各種測定により、キャリア・フォノンの動的性質の解明、触媒活性サイトの観測（立川）などを通じ、酸窒化物の機能物性に関する基盤学理を構築する。
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| 研究実績の概要 |
酸窒化物は、無毒顔料、可視光触媒、蛍光体、誘電体、巨大磁気抵抗などの優れた化学・物理機能を発現することから、酸化物あるいは窒化物を超える機能性材料として無機固体分野に於いてここ20年で最も精力的に研究され、新物質も数多く合成された。しかしながら、これらの酸窒化物の構造や機能の本質的な理解の大きな障害になっているのが、バルク単結晶が得られてないという事実である。研究代表者は、これまでの複合アニオン化合物で実験結果をもとに、バルクの酸窒化物単結晶が得られない原因をアニオン種で異なる揮発性にあると考えた。本研究では、アニオンの揮発を抑えるために高圧下でのフラックス法を用いることで、TaONおよびHf2ON2のバルク単結晶を世界で初めて育成することに成功した。特に TaON単結晶については高濃度の電子ドープを達成し、金属的な振舞いを示すこと（既報の TaON粉末は絶縁体）、異方的な電子伝導性を示すことを見出した。このことは高圧下でのフラックス法が遷移金属単結晶の育成のみならずキャリアドーピングの手法としても活用できることを端的に示唆している。さらに、得られたTaONの金属的単結晶を温和な条件で酸素アニールすることで（既報の絶縁体粉末と同じ）黄色の単結晶に変換できることを発見した。TaONは可視光応答の水分解触媒として膨大な研究がなされている一方で、単結晶が得られていなかったがために触媒メカニズムが不明であった。今回の発見は今後 TaONベースの光触媒の性能向上の指針を確立する上で重要な役割を担うと期待できる。
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| 現在までの達成度 (段落) |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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