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高圧を利用した化学結合の制御と極性酸化物の創製

研究課題

研究課題/領域番号 21360325
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
研究機関学習院大学

研究代表者

稲熊 宜之  学習院大学, 理学部, 教授 (00240755)

研究分担者 森 大輔  学習院大学, 理学部, 助教 (00432021)
勝又 哲裕  東海大学, 理学部, 准教授 (90333020)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)
2011年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2010年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2009年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
キーワード高圧合成 / 酸化物 / 化学結合 / 極性 / ペロブスカイト / リチウムニオベート / 相転移 / 強誘電性 / ペロブスガイト / リチウム二オベート
研究概要

本研究では高圧合成による極性酸化物の探索を行い、結晶構造と極性との関係について議論した。探索の結果、CdPbO_3およびPbNiO_3等の新規LiNbO_3(LN)型酸化物の合成に成功した。得られたLN型酸化物およびペロブスカイト(Pv)型酸化物の構造安定性は構成イオンのイオン半径を使って予想できるが、3d遷移金属イオンを含む場合、その結晶場安定化エネルギーも重要な支配因子となることがわかった。また、LN型酸化物ABO_3の第二次高調波発生の信号強度とBイオンの対称中心からの変位に相関があることを見出した。LN型酸化物MnMO_3(M=Ti, Sn)は極性を示すとともに弱強磁性の出現およびその転移温度での誘電率の異常が確認され、マルチフェロイクスの候補物質しての可能性が示唆された。高圧合成により得られたPv型酸化物PbNiO_3を常圧下で熱処理するとLN相へ相転移すること、両相ともPb^<4+> Ni^<2+> O_3という特異な価数をとることが明らかになった。また、両相とも反強磁性を示し、転移(ネール)温度はNi-O間距離に依存する。そして、Pv型酸フッ化物PbMnO_2Fの高圧合成に成功し、その正方晶歪みから大きな自発分極を持つ強誘電体である可能性が示唆された。さらにPv型極性酸化物Bi_<1/2> Ag_<1/2> TiO_3において、Naを置換固溶することにより強誘電性が確認された。

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (35件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] High-pressure stability relations, crystal structures, and physical properties of perovskite and post-perovskite of NaNiF_32012

    • 著者名/発表者名
      Y. Shirako, Y. G. Shi, A. Aimi, D. Mori, H. Kojitani, K. Yamaura, Y. Inaguma, M. Akaogi
    • 雑誌名

      J. Solid State Chem

      巻: 191 ページ: 167-174

    • DOI

      10.1016/j.jssc.2012.03.004

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of New Perovskite-Type Oxyfluoride, PbMnO_2F2012

    • 著者名/発表者名
      Tetsuhiro Katsumata, Mamoru Nakashima, Yoshiyuki Inaguma, Takao Tsurui
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn

      巻: 85 号: 3 ページ: 397-399

    • DOI

      10.1246/bcsj.20110295

    • NAID

      130004153042

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal structure of CaRhO_3 polymorph : High-pressure intermediate phase between perovskite and post-perovskite2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Shirako, H. Kojitani, A. R. Oganov, K. Fujino, H. Miura, D. Mori, Y. Inaguma, K. Yamaura and M. Akaogi
    • 雑誌名

      American Mineraligist

      巻: 97 号: 1 ページ: 159-163

    • DOI

      10.2138/am.2012.3856

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis, structural transformation, thermal stability, valence state, and magnetic and electronic properties of PbNiO_3 with perovskite-and LiNbO_3-type structures2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Inaguma, Kie Tanaka, Takeshi Tsuchiya, Daisuke Mori, Tetsuhiro Katsumata, Tomonori Ohba, Ko-ichi Hiraki, Toshihiro Takahashi, and Hiroyuki Saitoh
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc

      巻: 133 号: 42 ページ: 16920-16929

    • DOI

      10.1021/ja206247j

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文]2011

    • 著者名/発表者名
      Akihisa Aimi, Tetsuhiro Katsumata, Daisuke Mori, Desheng Fu, Mitsuru Itoh, Toru Kyomen, Ko-ichi Hiraki, Toshihiro Takahashi, and Yoshiyuki Inaguma
    • 雑誌名

      Inorg. Chem

      巻: 50 号: 13 ページ: 6392-6398

    • DOI

      10.1021/ic201006q

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-pressure synthesis, structure, dielectric and magnetic properties for SrCu_3Ti_4O_122011

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Mori, Manabu Shimoi, Yuji Kato, Tetsuhiro Katsumata, Ko-ichi Hiraki, Toshihiro Takahashi and Yoshiyuki Inaguma
    • 雑誌名

      Ferroelectrics

      巻: 414 号: 1 ページ: 180-189

    • DOI

      10.1080/00150193.2011.577336

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First-principles studies on novel polar oxide ZnSnO_3 ; pressure-induced phase transition and electric properties2010

    • 著者名/発表者名
      Masanobu Nakayama, Masayuki Nogami, Masashi Yoshida, Tetsuhiro Katsumata, Yoshiyuki Inaguma
    • 雑誌名

      Adv. Mater

      巻: 22(23) 号: 23 ページ: 2579-2582

    • DOI

      10.1002/adma.200903432

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-pressure synthesis of novel lithium niobate-type oxides2010

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Inaguma, Masashi Yoshida, Takeshi Tsuchiya, Akihisa Aimi, Kie Tanaka, Tetsuhiro Katsumata, Daisuke Mori
    • 雑誌名

      J. Phys.: Conf. Ser

      巻: 215 ページ: 012131-012131

    • DOI

      10.1088/1742-6596/215/1/012131

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-pressure synthesis of novel lithium niobate-type oxides2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Inaguma, et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Conference Series

      巻: 215

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First-Principles Studies on Novel Polar Oxide ZnSnO_3 ; Pressure-Induced Phase Transition and Electric Properties2010

    • 著者名/発表者名
      M.Nakayama, et al.
    • 雑誌名

      Adv.Mater.

      巻: 22 ページ: 2579-2582

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-pressure synthesis of novel lithium niobate-type oxides

    • 著者名/発表者名
      Y.Inaguma, et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.: Conference Series (印刷中)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Bi_<0.5>(Ag_<1-x> Na_x)_<0.5-y> TiO_3の強誘電性および圧電性2012

    • 著者名/発表者名
      高野祐一
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2012年年会
    • 発表場所
      京都大学(京都)
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] ペロブスカイトおよびリチウムニオベート型酸化物PbNiO_3の構造と電気伝導性、磁性2012

    • 著者名/発表者名
      田中樹恵
    • 学会等名
      第50回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      両国ファッションセンター、東京
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] ペロブスカイトおよびリチウムニオベート型酸化物PbNiO_3の構造と電気伝導性、磁性2012

    • 著者名/発表者名
      田中樹恵, ら
    • 学会等名
      第50回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      (両国ファッションセンター、東京)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Bi_<0.5>(Ag_<1-x>Na_x)_<0.5-y>TiO_3の強誘電性および圧電性2012

    • 著者名/発表者名
      高野祐一, ら
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2012年年会
    • 発表場所
      京都大学(京都)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] High-pressure synthesis and characterization of perovskite-type and LiNbO3-type oxides2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Inaguma, et al.
    • 学会等名
      Composites at Lake Louise 2011
    • 発表場所
      Canada, Lake Louise(Invited)
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] ペロブスカイト型酸化物PbNiO_3の高圧合成と構造相転移2011

    • 著者名/発表者名
      田中樹恵
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第24回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 新規LiNbO_3型酸化物A(Fe_<1/2> Nb_<1/2>) O_3(A=Mn, Zn)の高圧合成と構造および物性2011

    • 著者名/発表者名
      相見晃久
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第24回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Aサイト秩序型ペロブスカイト酸化物SrCu_3Ti_4O_<12>の高圧合成,構造,磁性,誘電性2011

    • 著者名/発表者名
      森大輔
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第24回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Mnを含むペロフスカイト型酸フッ化物の結晶構造2011

    • 著者名/発表者名
      勝又哲裕
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第24回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 極性構造をもつLiNbO_3型酸化物の高圧合成2011

    • 著者名/発表者名
      稲熊宜之
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第24回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [学会発表] X線回折測定によるPbNiO_3の高圧相転移のその場観察2011

    • 著者名/発表者名
      田中樹恵
    • 学会等名
      第28回PFシンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場エポカル(つくば)
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] LiNbO_3型構造をもつ極性酸化物の高圧合成、構造および物性2011

    • 著者名/発表者名
      稲熊宜之
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      神奈川大学(横浜)
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] X線回折測定によるPbNiO_3の高圧相転移のその場観察2011

    • 著者名/発表者名
      田中樹恵
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2011年年会
    • 発表場所
      静岡大学(浜松)
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2010 実績報告書
  • [学会発表] LiNbO_3型酸化物MnMO_3(M=Ti, Sn)の磁気電気カップリング2011

    • 著者名/発表者名
      相見晃久
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2011年年会
    • 発表場所
      静岡大学(浜松)
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] ペロブスカイト型酸化物(Bi_<1/2> Ag_<1/2-x> Na_x) TiO_3の合成と誘電2011

    • 著者名/発表者名
      但住俊明
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2011年年会
    • 発表場所
      静岡大学(浜松)
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] X線回折測定によるPbNiO_3の高圧相転移のその場観察2011

    • 著者名/発表者名
      田中樹恵, ら
    • 学会等名
      第28回PFシンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 新規LiNbO_3型酸化物A(Fe_<1/2>Nb_<1/2>)O_3 (A=Mn,Zn)の高圧合成と構造および物性2011

    • 著者名/発表者名
      相見晃久, ら
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第24回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Mnを含むペロブスカイト型酸フッ化物の結晶構造2011

    • 著者名/発表者名
      勝又哲裕, ら
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第24回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] High-pressure synthesis and characterization of perovskite-type and LiNbO_3-type oxides2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Inaguma, et al
    • 学会等名
      Composites at Lake Louise 2011
    • 発表場所
      Canada, Lake Louise(招待講演)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and dielectric properties of perovskite-type oxide Bi_<1/2> Ag_<1/2> TiO_32010

    • 著者名/発表者名
      T. Tazumi, et al.
    • 学会等名
      PACIFICHEM 2010
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Phase transformation and physical properties for perovskite and LiNbO_3-type PbNiO_32010

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, et al.
    • 学会等名
      PACIFICHEM 2010
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2010 実績報告書
  • [学会発表] High-pressure synthesis, structure and dielectric properties for SrCu_3Ti_4O_122010

    • 著者名/発表者名
      D. Mori, et al.
    • 学会等名
      PACIFICHEM 2010
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] High-pressure synthesis and characterization of novel perovskite-type and LiNbO_3-type oxides2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Inaguma, et al.
    • 学会等名
      PACIFICHEM 2010
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA(Invited)
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Dielectric and Magnetic Properties of LiNbO_3-type MnMO_3(M=Ti, Sn)2010

    • 著者名/発表者名
      A. Aimi, et al.
    • 学会等名
      RCBJSF-10
    • 発表場所
      Yokohama
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] High-pressure synthesis, structure and dielectric properties for SrCu_3Ti_4O_<12>2010

    • 著者名/発表者名
      D. Mori, et al.
    • 学会等名
      RCBJSF-10
    • 発表場所
      Yokohama
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Dielectric and Magnetic Properties of LiNbO_3-type MnMO_3(M=Ti, Sn)2010

    • 著者名/発表者名
      A.Aimi, et al.
    • 学会等名
      RCBJSF-10
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] High-pressure synthesis, structure and dielectric properties for SrCu_3Ti_4O_<12>2010

    • 著者名/発表者名
      D.Mori, et al.
    • 学会等名
      RCBJSF-10
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and dielectric properties of perovskite-type oxide, Bi_<1/2>Ag_<1/2>TiO_32010

    • 著者名/発表者名
      T.Tazumi, et al.
    • 学会等名
      PACIFICHEM 2010
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] High-pressure synthesis and characterization of novel perovskite-type and LiNbO_3-type oxides2010

    • 著者名/発表者名
      Inaguma, et al.
    • 学会等名
      PACIFICHEM 2010
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ペロブスカイト関連化合物の機能探索と発現機構の解明2009

    • 著者名/発表者名
      稲熊宜之
    • 学会等名
      日本化学会関東支部大会
    • 発表場所
      早稲田大学東京
    • 年月日
      2009-09-04
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] ペロブスカイト関連化合物の機能探索と発現機構の解明2009

    • 著者名/発表者名
      稲熊宜之
    • 学会等名
      日本化学会 関東支部大会
    • 発表場所
      早稲田大学 東京
    • 年月日
      2009-09-04
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and physical properties of LiNbO_3-type compounds, MnMO_3(M=Ti, Sn)2009

    • 著者名/発表者名
      T Katsumata, et al
    • 学会等名
      Joint AIRAPT-22 & HPCJ-50
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2009-07-30
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Synthesis and physical properties of LiNbO_3-type compounds, MnMO_3(M=Ti, Sn)2009

    • 著者名/発表者名
      T Katsumata, et al.
    • 学会等名
      Joint AIRAPT-22 & HPCJ-50(高圧力の科学と技術に関する国際会議)
    • 発表場所
      東京 お台場東京国際交流館
    • 年月日
      2009-07-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] High-Pressure Synthesis and Characterization of Novel LiNbO_3-type Oxides2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Inaguma, et al.
    • 学会等名
      Joint AIRAPT-22 & HPCJ-50
    • 発表場所
      Tokyo(Invited)
    • 年月日
      2009-07-27
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] High-Pressure Synthesis and Characterization of Novel LiNbO_3-type Oxides2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Inaguma, et al.
    • 学会等名
      Joint AIRAPT-22 & HPCJ-50(高圧力の科学と技術に関する国際会議)
    • 発表場所
      東京 お台場東京国際交流館
    • 年月日
      2009-07-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www-cc.gakushuin.ac.jp/~19990787/group/index.htm

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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