結晶中のリン分子の結合形成・解離を用いた超セラミックスの機能・物性開拓

• 研究領域: 超セラミックス：分子が拓く無機材料のフロンティア
• 研究課題/領域番号: 25H01676
• 研究種目: 学術変革領域研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 学術変革領域研究区分(Ⅱ)
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 野原 実 広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 教授 (70272531)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2025年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 超セラミックス / アクチュエータ / 構造相転移 / 超伝導

研究開始時の研究の概要

本研究では、結晶内にリン分子 P2 を含む無機化合物（超セラミックス）に着目し、P2 分子が解離したときに生じる結晶の巨大な伸びを利用した化学アクチュエータを創製する。SrNi2P2 などの層状遷移金属ニクタイドは、 P2 分子の解離を伴う１次の構造相転移を示し、その過程で結合軸方向である c 軸長が約10％伸縮する。この巨大伸縮（変位）を超セラミックスの新機能として利用する。さらに、分子解離の相転移が絶対零度で起こる化合物を開発する。このとき P2 分子の結合・解離の量子揺らぎ（零点振動）が増強され、超伝導などの超セラミックスの新物性の発現が期待できる。