| 研究課題/領域番号 |
20K21208
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 |
鳥屋尾 隆 北海道大学, 触媒科学研究所, 助教 (80775388)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
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| キーワード | 秩序無秩序 / 層状化合物 / アンチモナイド / 電子物性 / 触媒 / 分子 / アンチモン化合物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
aCl、CsClなどの無機固体の構造のバリエーションは、組成・イオン半径・価数などにより多岐にわたるが、共通して陽イオンと陰イオンが隣り合った規則配列をとる。これはクーロン相互作用から自明である。しかし、研究代表者は、層状ニクタイド化合物の物質探索の結果、偶然に得られた新物質Zr2ZnSb3では、陽イオンと陰イオンがランダムに分布ことを発見した。また、金属の種類によって秩序構造をとる。本研究では、陽イオン・陰イオン無秩序の起源解明、無秩序・秩序の操作と新物質設計の基盤構築、陽イオン・陰イオン無秩序構造に由来した機能（主に触媒）創発の目的で研究を遂行する。
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| 研究成果の概要 |
NaCl、CsCl、CaF2、NiAs、ZnSなどの無機固体の構造のバリエーションは、組成・イオン半径・価数などにより多岐にわたるが、共通して陽イオンと陰イオンが隣り合った規則配列をとる。これはクーロン相互作用から自明である。しかし、研究代表者の陰山は、層状ニクタイド化合物の物質探索の結果、新物質Zr2ZnSb3では、陽イオン（Zn）と陰イオン（Sb）がランダムに分布ことを発見した。陽イオン・陰イオン無秩序の起源解明、無秩序・秩序の操作と新物質設計の基盤構築、陽イオン・陰イオン無秩序構造に由来した電子物性や触媒機能の開発を共同研究者の鳥屋尾と遂行した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
イオン結晶では陰イオンの周りには陽イオン、陽イオンのまわりには陰イオンが位置する、よってアニオンとカチオンが違うサイトを占有して秩序する。本研究で得られた物質は、その常識とは相反したアニオンとカチオンの無秩序型の構造である。他の物質では、例えば、アニオンサイトのごく一部を、金属原子が占めることは知られているが、この場合、金属原子はネガティブな電荷をもつ点で本研究とは異なる。第一原理計算などの結果、私たちの三元系化合物では特異な結晶構造が重要であることがわかった。また、二次元的な電子状態に起因して電荷密度波の形成を伴う構造相転移が観測されるなど機能材料としても興味深い系であることを見出した。
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