複合アニオン化合物の理解:化学・構造・電子状態解析

2020 年度 研究成果報告書

• 研究領域: 複合アニオン化合物の創製と新機能
• 研究課題/領域番号: 16H06440
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 林 克郎 九州大学, 工学研究院, 教授 (90397034)
• 研究分担者: 八島 正知 東京工業大学, 理学院, 教授 (00239740) ; 木本 浩司 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端材料解析研究拠点, 副拠点長 (90354399) ; 吉田 朋子 大阪市立大学, 人工光合成研究センター, 教授 (90283415) ; 桑原 彰秀 一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 主任研究員 (30378799) ; 稲田 幹 九州大学, 中央分析センター(筑紫地区), 准教授 (40624979) ; 野田 泰斗 京都大学, 理学研究科, 助教 (00631384) ; 山本 隆文 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (80650639) ; 設樂 一希 大阪大学, 接合科学研究所, 助教 (40756805)
• 研究期間 (年度): 2016-06-30 – 2021-03-31
• キーワード: 複合アニオン化合物 / 構造解析 / 第一原理計算 / ヒドリドイオン / 高速イオン伝導 / 配位多面体幾何 / 放射光X線分光

研究成果の概要

「複合アニオン化合物」の評価は、従来の研究様式が通用せず、評価・解析手法が全く確立していなかった。このような状況を打破すべく、高度な物質評価法に精通した第一線の研究者が連携し、合成、機能グループと連携した研究を実施した。複合アニオン化合物の評価課題や特徴から、前半では軽元素アニオン識別と構造解析、ヒドリド(H-)イオンの特異性解明、実験および理論の共同による配位多面体幾何の解明に注力した。その後は、複合アニオン系のダイナミクスに着目して、結晶を超えた系、プロセスの解析と理解、新規イオン伝導体の発見と理論解析へと展開した。

自由記述の分野

無機固体化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで金属酸化物系結晶が主体であった、無機固体化合物の理解を酸窒化物、酸フッ化物、ハロゲン水素化物、その他多様な系に領域を拡大し、それぞれの評価解析の実績と複合的な解析手法による評価手段を確立することで、複合アニオン化合物の科学の分野の拡大に寄与した。複合アニオンに特徴的な学理の確立(特に、上記のヒドリドイオンの特異性、配位多面体幾何)に寄与し、物質と機能探索と、第一理論計算の協同の有効性を、実例をもって示した。複合アニオン系のダイナミクスに関わる研究で、新しい電気化学デバイスに繋がる高速イオン伝導性など、実用的に重要な知見を得て、今後のさらなる発展の足掛かりとした。