| 研究領域 | 複合アニオン化合物の創製と新機能 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H04699
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
片桐 清文 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (30432248)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 複合アニオン化合物 / 酸窒化物 / 固体窒素源 / 構造解析 / 光触媒 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究課題では、GaN:ZnO固溶体酸窒化物とペロブスカイト型酸窒化物を対象として、様々な固体窒素源（尿素、メラミン、C3N4など）を用いた酸窒化物合成における窒化メカニズムの解析を行い、得られる酸窒化物の微細構造に窒化プロセスの違いが及ぼす影響を明らかにすることを目指す。さらには、それらの違いが、光触媒特性などの金属酸窒化物の機能に及ぼす影響も系統的に調査し、本研究領域の研究項目A01における鍵となる、固体窒素源を用いた金属酸窒化物合成法の学理解明を目的とする。
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| 研究実績の概要 |
複合アニオン化合物では、その特異な配位構造や結晶構造に由来して単アニオン系とは根源的に異なる革新的機能が発現することから、新規機能材料として期待されている。しかし、金属酸窒化物の合成においては、一般的に毒性の高いアンモニアガスを用いた熱処理が必要であり、必ずしも容易に行える方法ではない。そこで本研究課題では固体窒素源を用いた金属酸窒化物の合成に取り組んでいる。
前年度にはGaN:ZnOの合成について、尿素に加え、メラミン、C3N4を窒素源として用いて合成することに取り組み、それぞれ単相での合成を達成し、71Ga固体NMR測定によって、得られたGaN:ZnOのGaまわりの微細構造が用いる窒素源によって大きく異なっていることを明らかにした。
2020年度は、主にペロブスカイト型構造を有する酸窒化物の合成について主に検討した。その結果、ゾル－ゲル法で調製した酸化タンタルゲルを前駆体用いることで、Sr－Ta系酸窒化物を尿素やC3N4を窒素源として用いて合成することができること、窒素源の量を調整することでSrTaO2NとSr1.4Ta0.6O2.9の固溶体をそのO/N比を制御して合成できることを明らかにした。さらに、LaTiO2NとSrTaO2Nの合成について、窒素源を尿素、シアヌル酸、C3N4の3種を用い、それぞれの窒化過程の解析を行った。その結果、用いる金属種と窒素源の組み合わせによって中間体となる窒化炭素系化合物および金属カルボジイミド系化合物の生成挙動、とりわけ生成温度が異なり、その違いが金属酸窒化物を単相で合成するための固体窒素源の必要量の違いの大きな要因となっていることも明らかにした。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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