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2019 年度 実施状況報告書

高温・高圧を利用した新規リチウムナイオベート型酸窒化物の探索と機能開拓

研究課題

研究課題/領域番号 18K04711
研究機関東海大学

研究代表者

勝又 哲裕  東海大学, 理学部, 教授 (90333020)

研究分担者 稲熊 宜之  学習院大学, 理学部, 教授 (00240755)
大村 はまな (城田はまな)  地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所, 化学技術部, 主任研究員 (00426397)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードリチウムナイオベート型構造 / 酸窒化物 / 誘電性
研究実績の概要

今年度は、昨年度立ち上げた250トンプレスを用いたMn(Mn1/6Ta5/6)O2.5N0.5合成手法の探索、また類似化合物であるMn6B2+Ta5O15N3 (B2+=Mg, Zn, Fe, Co, Ni)の合成に取り組んだ。出発原料としてTa3N5を用いる、仮焼成条件を最適化するなど前処理条件の再検討を行ったが、合成圧力を低下させることはできなかった。また、Mn6B2+Ta5O15N3 (B2+=Mg, Zn, Fe, Co, Ni)の合成にも取り組んだが、250トンプレスでは圧力が不足しており、合成することはできなかった。
そこで、共同研究者である学習院大学稲熊教授の協力のもと、学習院大学に既設の600トンプレスを用い、これら化合物の合成に取り組んだ。その結果、Mn(Mn1/6Ta5/6)O2.5N0.5単相試料の合成に成功した。またMn6B2+Ta5O15N3 (B2+= Zn, Ni)の合成に取り組んだところ、Mn6ZnTa5O15N3については、ほぼ単相試料の合成に成功した。これは、Mn(Mn1/6Ta5/6)O2.5N0.5に続き、ほぼ単相での合成に成功した2例目の化合物であり、大きな成果である。
さらに、これら化合物について、共同研究者である神奈川県立産業技術総合研究所城田研究員の協力のもと、陰イオンの組成分析を行った。その結果、Mn(Mn1/6Ta5/6)O2.5N0.5、Mn6ZnTa5O15N3ともに理論値に近い値となり、いずれの試料もほぼ仕込み組成通りに窒化物イオンが導入されていることが確認できた。
現段階では、単相のMn6ZnTa5O15N3は合成できていないため、今後、合成条件を詳細に検討することで、単相試料の合成を目指す。また並行して、Mn(Mn1/6Ta5/6)O2.5N0.5の物性評価、より低圧での合成方法の探索も進めていく。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

新規リチウムナイオベート型酸窒化物の合成に成功したことは大きな成果だが、当初予定していた250トンプレスを利用した低圧での合成手法の開発、Mn(Mn1/6Ta5/6)O2.5N0.5の物性測定などはについては進捗が遅れていることから、「やや遅れている」と判断した。

今後の研究の推進方策

Mn6Zn2+Ta5+5O15N3については合成条件を詳細に検討することで、単相試料の合成を目指す。また並行して、Mn(Mn1/6Ta5/6)O2.5N0.5の物性評価、より低圧での合成方法の探索も進めていく予定である。
研究を遂行する上で、600トン高圧装置のマシンタイムが問題となるが、学習院大学稲熊教授と密に連携し、効率よく進めてこうと考えている。
一方、 Mn6Zn2+Ta5+5O15N3の単相合成には、さらなる高圧力が必要とも考えれるので、より高い圧力が発生できる装置を持つ機関との連携も念頭に、研究を進めていく。

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公開日: 2021-01-27  

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