| 研究課題/領域番号 |
23K23035
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| 補助金の研究課題番号 |
22H01767 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26020:無機材料および物性関連
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
山本 隆文 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (80650639)
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| 研究分担者 |
松井 直喜 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (60881878)
池澤 篤憲 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (80824953)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2024年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2023年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
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| キーワード | ペロブスカイト / アニオン欠陥 / 電気磁気特性 / 電気化学特性 / アニオン欠損 / 配位環境 / 電気磁気物性 / 電気化学 / ペロブスカイト酸化物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
アニオン欠損を酸化物に導入することは電気伝導性や磁性などの物性の変化をもたらし、またイオン伝導性や触媒活性といった様々な機能性の獲得をもたらす。アニオン欠損の研究は特にペロブスカイト酸化物ABO3 (A,Bは金属イオン)において盛んに行われているものの、その欠損面は多くの場合(001)p面に沿って現れる。本研究では、特に(111)p欠損面を持つペロブスカイト化合物に着目し、Bカチオンの多面体配位を基に、八面体を好む金属と四面体を好む金属を合理的に組み合わせることで物質探索を行う。さらに組み合わせる金属によって、様々な物理的・化学的性質を期待し、物性測定を進める。これによって(111)p欠損面の化学を開拓する。
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| 研究実績の概要 |
アニオン欠損を酸化物に導入することは電気伝導性や磁性などの物性の変化をもたらし、またイオン伝導性や触媒活性といった様々な機能性の獲得をもたらす。アニオン欠損の研究は特にペロブスカイト酸化物ABO3 (A,Bは金属イオン)において盛んに行われている。本研究では、八面体を好む金属と四面体を好む金属を合理的に組み合わせることでアニオン欠損構造を持つペロブスカイト物質の合成と新規物質探索を行うことを目的とする。特に、これまで開拓があまり進んでいない、(111)p面欠損を持つペロブスカイトに特に注目して、新規物質の合成や物性開拓を進めている。
R5年度は、(111)p面欠損を持つ新規酸素欠損ペロブスカイト酸化物Ba6Ta2Na2X2O17 (X = P, V)をInorganic Chemstry誌に報告した。直前にNature誌（Szymanski et al. Nature 2023, 624, 86-91.）に報告された構造解析の誤りを正すもので、学術的に重要な結果であると考えている。また、酸素欠陥秩序を持つSr3Fe2O7-dの酸素放出挙動の反応過程の可視化の論文をAdv. Sci.誌に報告した。さらに超高圧フラックス法を用いた酸水素化物ペロブスカイトの合成の論文をJ. Am. Chem. Soc.誌に報告するなど、多くのアウトプットを行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
R5年度はInorganic Chemstry誌、Adv. Sci.誌、J. Am. Chem. Soc.誌と複数の論文を代表者が責任著者としてアウトプットできており、大きな成果があった。特にAdv. Sci.誌とJ. Am. Chem. Soc.誌はインパクトファクター10を超える有名雑誌である。研究成果としても、新しい(111)p面欠損の化合物を合成し報告できたとともに、J. Am. Chem. Soc.誌で報告したペロブスカイト酸水素化物では、アニオン欠損はなかったものの研究分担者と協力することで、Liの可逆的脱挿入を実施し、電気化学的な成果も得られた。このように研究は非常によく進んでおり、今後もこの調子で新しい成果を追求する。
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| 今後の研究の推進方策 |
SrV0.3Fe0.7O2.8の低温での構造解析と物性測定の論文を執筆し投稿の準備を進めている。さらに、元素置換や欠陥制御で成果を出しつつあり、論文執筆へと進めたい。また、アニオン欠陥を活かした酸素脱挿入の研究を進めており、アウトプットに向けて研究を進めていく。
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