| 研究課題/領域番号 |
21H04615
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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26:材料工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
長谷川 正 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20218457)
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| 研究分担者 |
佐々木 拓也 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (70815787)
ガイダ ニコアレキサンダー 名古屋大学, 工学研究科, 特任助教 (70837559)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-05 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
42,900千円 (直接経費: 33,000千円、間接経費: 9,900千円)
2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2021年度: 22,360千円 (直接経費: 17,200千円、間接経費: 5,160千円)
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| キーワード | 金属窒化物 / 成膜技術 / 遷移金属多窒化物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
数十ギガパスカル程度の超高圧合成によって近年発見された遷移金属二窒化物の電気抵抗率などの電子物性を，基板上に合成された薄膜試料を用いて測定を行う．まず，電子物性測定に適する薄膜試料の超高圧成膜技術を確立する．そして，電子物性を高精度に測定し，信頼性の高い実験データを取得する．その結果，電子物性を正確かつ詳細に実験的に明らかにして，これまでに解明した結晶構造や電子構造との相関を調査し，遷移金属二窒化物の電子物性の全貌を解明する．これに基づき，ドーピング，元素置換，固溶体化へと展開し，電子磁気相図を作成するとともに，結晶化学と物性物理学に基づいて同物質群の電子物性の制御指針を明示する．
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| 研究成果の概要 |
遷移金属二窒化物などの遷移金属多窒化物の薄膜を合成するために，赤外レーザー加熱式ダイアモンドアンビルセルを使用した新たな超高圧合成手法を開発した．この技術を利用して，基板に成膜された遷移金属多窒化物の単相薄膜試料の合成に成功した．また，室温での電気抵抗と反射スペクトルの測定に成功した．したがって，開発された手法によって合成された薄膜試料を用いて，様々な電子物性，格子物性，光学物性，磁気電気物性の解明を進めることが可能となった．以上より，本研究の成果は，遷移金属二窒化物をはじめとする遷移金属多窒化物という新しい物質群の物性解明と応用に向けた大きなブレークスルーと位置付けることができる．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
開発した成膜手法は，遷移金属二窒化物のみならず様々な物質の超高圧高温下における薄膜創製とその物性測定のブレークスルーとなり，物質創製技術と超高圧物質科学の革新と新領域の創造に大きく貢献する．遷移金属二窒化物の物性研究が格段に進展し，本物質群の物質科学のみならず，金属と窒素からなる化合物の物性科学の深化と新概念の創造につながる．同物質群の電子・磁気デバイスへの応用といった工学上・産業上の新しい応用へと展開する道が切り開かれ，応用物理学やデバイス工学といった学術上の意義も高い．さらに，超硬質性と特異な電子物性の両物性を生かした多様なハイブリッド特性から創出される新しい応用展開も期待できる．
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