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2019 年度 実績報告書

ヒドリドの高圧縮率を活かした構造・物性設計

研究課題

研究課題/領域番号 16H06033
研究機関東京工業大学

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)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワードヒドリド / 酸水素化物 / バナジウム / 高圧 / ペロブスカイト
研究実績の概要

本研究ではこのヒドリドの特異な圧縮挙動を利用することで、これまで不可能であったアニオンの秩序/無秩序構造の自在な制御、ヒドリドの特異な結合様式を利用した革新的物性制御を試みている。H29年度 には、バナジウム酸水素化物SrVO2Hの高圧下での挙動を調べることにより、ヒドリドの新しい二つの性質を明らかにし論文を出版した(Nat.Commun.2017)。一つはヒドリドが極めて圧縮されやすいという性質、もう一つは金属原子間の相互作用を対称性の違いでブロックするという性質である。これらの結果により、H-を利用することによって、体積をロスすることなく、原子レベルで次元性を制御できることを示した。H31/R1年度には、この成果をもとに、物質系をを層状ペロブスカイト酸水素化物Srn+1VnO2n+1Hn (n = 1,2)に拡張し、ヒドリドの示す性質をより一般化した(Inorg.Chem.2019)。(1)層状ペロブスカイト化合物Sr2VO3H,Sr3V2O5H2に対して高圧のXRD測定を行い、H29年度に出版した論文(Nat.Commun.2017)で得た結果と同様ヒドリドの非常に高い圧縮率を証明した。このことはヒドリドの秩序無秩序相転移の制御につながる成果であると考えている。(2)高圧下でのSr2VO3H,Sr3V2O5H2の電気抵抗測定を行ったところ、SrVO2Hとは異なり50GPaでも絶縁体金属転移を起こさないことが分かった。これは物質の次元性が低下したことが影響していると考えている。(3)Sr2VO3H,Sr3V2O5H2の高圧下でのDFT計算を行ったところ、(2)の結果を再現した。これらの結果研究によって物質の次元性の物性に対する影響を明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] University of Oxford(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Oxford
  • [雑誌論文] Pressure-induced transitions in the 1-dimensional vanadium oxyhydrides Sr2VO3H and Sr3V2O5H2, and Comparison to 2-Dimensional SrVO2H2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Yamamoto, Harry W. T. Morgan,Dihao Zeng, Takateru Kawakami, Midori Amano Patino, Michael A. Hayward, Hiroshi Kageyama, John E. McGrady
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 58 ページ: 15393-15400

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.9b02459

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 超高圧下における酸水素化物の性質2020

    • 著者名/発表者名
      山本隆文
    • 学会等名
      複合アニオン新学術領域研究 公開シンポジウム
  • [学会発表] Controlling the local structures of mixed anion compounds2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Yamamoto
    • 学会等名
      The 11th International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC-11)
    • 国際学会
  • [学会発表] New opportunities in chemistry from mixed-anion compounds2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Yamamoto
    • 学会等名
      GFMAT-2/Bio-4
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Controlling the Structure of Mixed Anion Compounds by Using High Pressure2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Yamamoto
    • 学会等名
      iLIM-4
    • 国際学会
  • [学会発表] 複合アニオンによる新機能セラミックスの創製2019

    • 著者名/発表者名
      山本隆文
    • 学会等名
      第19回 五セラミックス研究機関(東工大-名工大-JFCC-AIST-NIMS)合同講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] Controlling the local structure of transition metal oxyhydrides2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Yamamoto, Hiroshi Kageyama
    • 学会等名
      PACRIM13
    • 国際学会
  • [学会発表] 高圧を用いた複合アニオンの構造制御2019

    • 著者名/発表者名
      山本隆文, 陰山洋
    • 学会等名
      第13回 物性科学領域横断研究会

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公開日: 2021-01-27  

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