| 研究課題/領域番号 |
21656203
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| 研究種目 |
挑戦的萌芽研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
反応工学・プロセスシステム
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
阿尻 雅文 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 教授 (60182995)
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| 研究分担者 |
高見 誠一 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (40311550)
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| 研究期間 (年度) |
2009 – 2010
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| 研究課題ステータス |
完了 (2010年度)
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| 配分額 *注記 |
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2010年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2009年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
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| キーワード | 炭素結晶材料 / メカノケミストリー / ドーピング / BN / K4炭素結晶 / 結晶構造予測 |
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| 研究概要 |
トポロジーの研究に基づき結晶構造が予測されたが、現在までに誰も合成したことの無いK4炭素結晶の合成に挑戦した。本年度は、昨年度、計算科学により合成が示唆された金属ドープ系について、メカノケミストリーによる局所高圧化による合成を試みた。また、窒素系、ボロン系についても溶融金属中・超高圧系での結晶合成、金属トープK4炭素結晶の合成、非平衡プラズマ状態での合成の可能性評価を第一原理計算によるK4結晶安定性評価と並行して行った。さらに、数学の小谷教授、計算科学の川添教授とは、本研究について1年前から共同研究を進めており、本年度も研究を進めるにあたっても、情報交換を行った。
具体的には、新たな合成法として、1.高温場溶融金属中合成、2.メカノケミストリー合成、3.高温高圧溶媒反応場合成を検討した。K4に特徴的な物性評価を行い(たとえば、吸収、蛍光スペクトル等)、解析手法にフィードバックした。この結果、アルカリ金属を添加した炭素をメカノケミカルな手法で処理したサンプルについて、既知の材料に帰属できない結晶回折パターンが見出され、詳細な検討を継続している。同様に、アルカリ土類金属を添加したBNについても、同様な成果が得られ、計算科学で予測した系が、新材料の創出に貢献できることを実証した。さらに、計算より、炭素原子がK4構造や既知の結晶構造以外にも、高圧領域で安定相を取りうることが分かり、計算を利用した新規構造材料設計・予測を推し進めた。
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