超高圧環境下フラックス法開発による窒化炭素結晶合成

• 研究課題/領域番号: 22686061
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 川村 史朗 独立行政法人物質・材料研究機構, 先端材料プロセスユニット, 主任研究員 (80448092)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 26,130千円 (直接経費: 20,100千円、間接経費: 6,030千円); 2012年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円); 2011年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2010年度: 14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円)
• キーワード: カーボン材料 / 窒化炭素 / フラックス法 / 超高圧 / 立方晶窒化ガリウム / 蛍光体 / ベルト装置 / 新物質 / HIP / 超硬質材 / 有機試薬

研究概要

炭素を含む合金融液中に、超高圧の窒素ガスを原料として溶解させることで窒化炭素結晶を晶出させるという試みを行った。 Na-C系の融液中に超高圧の窒素ガスを溶解させたところ、アモルファスの窒化炭素結晶が合成された。 さらに、この合成物はN/C比が1以上の値を有していることが判明した。 この手法を他の窒化物合成にも応用した結果、初めて六方晶の混在しない単相立方晶GaNナノ粒子の合成に成功した。この立方晶GaNナノ粒子にユーロピウムをドーピングした結果、紫外光入射に対して明瞭な赤色の蛍光を確認した。

研究成果

• [雑誌論文] Synthesis of rhenium nitride crystals with MoS2 structure (2012)
  • 著者名/発表者名: F. Kawamura, H. Yusa, T. Taniguchi
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 100 号: 25 ページ: 251910-251910
  • DOI: 10.1063/1.4729586
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of high crystallinity cubic GaN nanoparticles using the Na flux method. . A proposed new usage for a belt-type high-pressure apparatus (2011)
  • 著者名/発表者名: Fumio Kawamura, Kenji Watanabe, Takashi Takeda, Takashi Taniguchi
  • 雑誌名: J. Crystal Growth 巻: 321 ページ: 100-105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of cubic-GaN nanoparticles using the Na flux method - A novel use for the ultra-high pressure apparatus (2010)
  • 著者名/発表者名: Fumio Kawamura, Takashi Taniguchi
  • 雑誌名: Conference Proceedings - International Conference on Indium Phosphide and Related Materials 巻: No. 5516353 ページ: 199-202
• [学会発表] 超高圧下での新規遷移金属窒化物合成とプロセス開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川村史朗
  • 学会等名: 第84回バルク成長分科会研究会
  • 発表場所: 仙台(招待講演)
  • 年月日: 2012-02-24
• [学会発表] 高圧下複分解反応における窒化タングステン結晶合成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川村史朗, 遊佐斉, 谷口尚
  • 学会等名: 高圧討論会
  • 発表場所: 大阪大学
• [学会発表] 高圧下複分解反応による新規5d遷移金属窒化物合成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川村史朗, 他
  • 学会等名: 高圧討論会
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 2011-11-09
• [学会発表] 高圧気体封入技術を用いた窒化物結晶合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 川村史朗
  • 学会等名: 第51回高圧討論会
  • 発表場所: 仙台市戦災復興記念館(宮城県)
  • 年月日: 2010-10-21
• [学会発表] 超高圧装置を用いた立方晶GaNナノ粒子の合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 川村史朗
  • 学会等名: 第29回電子材料シンポジウム
  • 発表場所: ラフォーレ修善寺(静岡県)
  • 年月日: 2010-07-16
• [学会発表] Synthesis of cubic-GaN Fine Powder using the Na Flux Method under Utlra-High Pressure (2010)
  • 著者名/発表者名: 川村史朗
  • 学会等名: IPRM2010(22nd International Conference on Indium Phosphide and Related Materials)
  • 発表場所: 高松シンボルタワー(香川県)
  • 年月日: 2010-06-02
• [学会発表] 高圧気体封入技術を用いた窒化物結晶合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: Fumio Kawamura, Takashi Taniguchi
  • 学会等名: 第51回高圧討論会
  • 発表場所: 仙台市戦災復興記念館
• [学会発表] 超高圧装置を用いた立方晶GaN ナノ粒子の合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: Fumio Kawamura, Takashi Taniguchi
  • 学会等名: 第29回電子材料シンポジウム(EMS-29)
  • 発表場所: 修善寺
• [学会発表] Synthesis of Cubic-GaN Nanoparticles Using the Na Flux Method - A Novel Use for 図5. Na フラックス中での立方晶GaN 生成領域の合成 温度、窒素圧力相図 図6. Na フラックス中で合成された立方晶GaN のXRD プロファイル 図7. Na フラックス中で合成された立方晶GaN のカソ ードルミネッセンススペクトル 図8. ユーロピウムをドーピングした立方晶GaN の XANES プロファイル。ユーロピウムは全て3 価で存在 していることを特定 the Ultra-High Pressure Apparatus - (2010)
  • 著者名/発表者名: F. Kawamura and T. Taniguchi
  • 学会等名: International Conference on Indium Phosphide and Related Materials
  • 発表場所: Takamatsu
• [学会発表] 窒化炭素結晶合成に向けたフラックス索 -超高圧を用いた取り組み- (2009)
  • 著者名/発表者名: Fumio Kawamura, Takashi Taniguchi
  • 学会等名: 第23回ダイヤモンドシンポジウム
  • 発表場所: 千葉
• [学会発表] 超高圧下における窒化炭素結晶のフラックス合成 (2009)
  • 著者名/発表者名: Fumio Kawamura, Takashi Taniguchi
  • 学会等名: 第2回次世代窒化物討論会
  • 発表場所: 宮城
• [備考]
  • URL: http://www.nims.go.jp/high-pressure/