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先進的高圧合成法による新規機能性酸化物材料の探索と構造物性評価

研究課題

研究課題/領域番号 22KK0075
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

配分区分基金
審査区分 中区分36:無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

島川 祐一  京都大学, 化学研究所, 教授 (20372550)

研究分担者 菅 大介  京都大学, 化学研究所, 准教授 (40378881)
後藤 真人  京都大学, 化学研究所, 助教 (10813545)
松本 憲志  京都大学, 化学研究所, 特定助教 (30888954)
研究期間 (年度) 2022-10-07 – 2024-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2023年度)
配分額 *注記
20,150千円 (直接経費: 15,500千円、間接経費: 4,650千円)
2027年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2026年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2025年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2024年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2023年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード遷移金属酸化物 / 高圧合成 / 機能性材料
研究開始時の研究の概要

本研究では、持続可能な社会を支え、将来の産業を発展させる可能性を有する物質として遷移金属酸化物に注目し、これらの新物質を高圧法を用いて合成し、新物質・新材料での新しい機能特性を探求する。英国、台湾の高圧合成研究グループと連携し、装置と情報の相互利用をはかることで世界的なレベルの物質・材料研究を先導する。さらに、新物質の精密構造評価を迅速かつタイムリーに行うために、国内外の量子ビーム大型実験施設を効率よく利用する体制を構築する。本研究は若手研究者や学生にとって国際的な共同研究と交流の場を提供するほか、世界各国の優秀な若手研究者発掘の場となることで機能性材料研究の国際学際領域の発展にも繋がる。

研究実績の概要

本研究は2023年度から研究代表者が新たに基盤研究(S)の課題が採択となったため、重複申請の制限から、2023 来年度以降の研究費交付申請を辞退することとなった。したがって本研究は2022年度10月から始まったばかりではあるが、2023年4月で終結し、国際共同研究強化(B)において計画していた研究は基盤研究(S)で引き続き発展的に取り組んでいくことととした。
本研究では、高圧合成法を駆使した新物質の探索と合成した新物質・新材料で発現する物性の探求を通して機能性材料研究の国際学際領域を発展させることを目的として進めてきた。特に遷移金属酸化物に注目し、先進的高圧合成法を駆使した新物質・新材料研究を行う計画であり、英国および台湾を中心に海外の高圧合成装置を有する研究グループと連携し、装置と情報の相互利用をはかることで世界的なレベルの物質・材料研究を先導することを目標にした。わずか半年あまりの研究期間ではあったが、具体的な研究物質として、特異なカチオン秩序配列を持つ物質群と異常高原子価イオンを含んだ物質群を対象とし、幾つかの新物質を高圧合成法や低温トポタクティックオゾン酸化法で合成し、興味深い電気・磁気特性に加え、熱物性を示すことを見出した。特に熱量効果を示す物質の関連材料の合成に注力し、電荷転移に起因する磁気転移、および相転移温度での熱物性測定を行い、その相関を明らかにした。得られた成果については、国際学術誌へ投稿した他、国際学会での発表も行った。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 7件、 招待講演 3件) 備考 (4件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] エジンバラ大学(英国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] 国立台湾大学/NSRRC(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] エジンバラ大学(英国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 国立台湾大学/NSRRC(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 新規機能性酸化物材料の創製2023

    • 著者名/発表者名
      SHIMAKAWA Yuichi
    • 雑誌名

      粉体および粉末冶金

      巻: 70 号: 11 ページ: 445-450

    • DOI

      10.2497/jjspm.23-00020

    • ISSN
      0532-8799, 1880-9014
    • 年月日
      2023-11-15
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Thermal properties and phase transition behaviors of possible caloric materials Bi<sub>0.95</sub>Ln<sub>0.05</sub>NiO<sub>3</sub>2023

    • 著者名/発表者名
      Chen Chen、Kosugi Yoshihisa、Goto Masato、Shimakawa Yuichi
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: 11 号: 28 ページ: 15389-15393

    • DOI

      10.1039/d3ta01259j

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Novel functional properties of charge-transition oxides synthesized under high pressure2023

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Shimakawa
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 131 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Giant caloric effects in charge?spin?lattice coupled transition-metal oxides2023

    • 著者名/発表者名
      Shimakawa Yuichi、Kosugi Yoshihisa
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: - 号: 24 ページ: 12695-12702

    • DOI

      10.1039/d2ta09186k

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Successive phase transitions of A-site layer-ordered double perovskites RBaFe2O6 (R = a rare-earth metal) with unusually high and mixed valence Fe3.5+2023

    • 著者名/発表者名
      M. Iihoshi and Y. Shimakawa
    • 学会等名
      Reconnecting Oxide Research Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Oxygen release of BaFeO3 including unusually high valence Fe4+2023

    • 著者名/発表者名
      R. Watanabe and Y. Shimakawa
    • 学会等名
      Reconnecting Oxide Research Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Giant Multicaloric Effects in Charge-Transition Oxides2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Shimakawa, Y. Kosugi, and M. Goto
    • 学会等名
      MRS Spring Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional properties of charge-transition oxides2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Shimakawa
    • 学会等名
      KU-VUW Joint Workshop
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Control of Magnetic Structures in Cation-Ordered Perovskite Oxides2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Shimakawa
    • 学会等名
      International school and conference on Evolution of Electronic Structure Theory & Experimental Realization
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A-site magnetism in quadruple perovskite structure oxides2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Shimakawa, T. Saito, M. Amano Patino, F. Denis Romero
    • 学会等名
      APS March Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Control of Magnetic Structures in Cation-Ordered Perovskite Oxides2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Shimakawa
    • 学会等名
      Reconnecting Oxide Research Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 京都大学化学研究所、先端無機固体化学研究室

    • URL

      https://www.scl.kyoto-u.ac.jp/~shimakgr/index.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] Advanced Solid State Chemistry, ICR

    • URL

      https://www.scl.kyoto-u.ac.jp/~shimakgr/indexE.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 京都大学化学研究所先端無機固体化学研究室

    • URL

      https://www.scl.kyoto-u.ac.jp/~shimakgr/index.html

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] Advanced Solis State Chemistry, ICR, Kyoto Univ.

    • URL

      https://www.scl.kyoto-u.ac.jp/~shimakgr/indexE.html

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Reconnecting Oxide Research Meeting2023

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-10-11   更新日: 2024-12-25  

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