| 研究課題/領域番号 |
18K19136
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分36:無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
谷口 尚 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, フェロー (80354413)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| キーワード | 窒化ホウ素 / 高圧合成 / 同位体濃縮 / 複分解反応 |
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| 研究成果の概要 |
窒化ホウ素(BN)結晶は低密度の六方晶（hBN）と高密度の立方晶（cBN）が工業的に活用されているが、ホウ素同位体濃縮効果の研究は未踏であり、良質結晶による物性評価が新機能制御の上で課題である。既存の合成法によらず、ホウ化物と窒化物による複分解反応により、3-5万気圧領域で100μmオーダーの10B,11Bを濃縮したcBN及びhBN結晶合成に成功した。結晶のラマンシフトは有効質量との直線関係を呈した同位体濃縮効果を明示しており、10B及び11B濃縮したcBN結晶で、室温で2倍程度の熱伝導率の向上が見られた。
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| 自由記述の分野 |
高圧合成 超硬質材料 半導体材料
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
窒化ホウ素（BN）結晶において低密度の六方晶 (hBN)と高密度の立方晶 (cBN)結晶のホウ素同位体濃縮とその効果を明らかにすることを目的とした。優れた耐熱材、或いは超硬質材料であるhBN及びcBN結晶はワイドギャップ半導体としても優れた特性が期待されているが、そのホウ素同位体濃縮効果が興味深い。炭素の同位体効果が多角的に研究されているのに対して、窒化ホウ素(BN)結晶中のホウ素及び窒素同位体濃縮効果の研究は未踏であった。本研究はBN結晶の新たな高圧合成経路を開拓し、ホウ素同位体(10B及び11B)組成を任意に制御したhBNとcBN高品位単結晶を合成し、その基礎物性を明らかにした。
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