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2008 年度 実績報告書

ゲル化窒化法による金属酸窒化物の形成と機能発現

研究課題

研究課題/領域番号 19350098
研究機関北海道大学

研究代表者

吉川 信一  北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10127219)

研究分担者 本橋 輝樹  北海道大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00323840)
鱒渕 友治  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教 (80466440)
キーワード無機固体化学 / 無機合成 / 結晶・多結晶材料 / ハイブリッド材料 / 電気・磁気的性質 / 光学的性質
研究概要

複数種類の金属元素を含む酸窒化物には、金属窒化物と金属酸化物の機能性を融合した新しい機能性材料としての性質の発現が期待されてきた。ゲル化窒化合成法では、多様な金属塩原料が均一に混合した酸化物ゲル前駆体をアンモニア窒化するところから、様々な金属元素を組み合わせた複金属酸窒化物を創出できる。酸化物および窒化物イオンが金属イオンと結合すると、化学結合性がイオン性から共有性に変化するにつれて化合物において様々な相互配置によって高い機能性の現れることを明らかにした。
本年度は以下の2項目の研究実績を挙げた。
1) ペロブスカイト型Ca_<1-x>Eu_xTa(O, N)_3(0≦x≦1)の構造相転移
全組成域においてCa_<1-x>Eu_xTa(O, N)_3固溶体の単一相が得ら、れ、組成域0≦x≦0.4では斜方晶、0.4≦x≦1では立方晶に相転移した。立方晶ペロブスカイトEuTaO_2Nを高温ポストアニールすると、結晶性が向上するとともに正方晶へ相転移した。再窒化すると立方晶に戻り、両者ともにほぼ定比のEuTaO_2N組成であったところから、立方晶は正方晶マイクロドメインの集合体であることが判明した。
2) ゲル化窒化合成したNb-Al系酸窒化物のアニール効果
Nb_<1-x>Al_x系においてゲル化窒化合成すると、岩塩型の新しい複金属酸窒化物が生成することを前年度に見出した。T_c=10K以下での超伝導を示したものの、体積分率が数%と低く結晶性も不十分であった。x=0.5の生成物を石英管中に真空封入後1150℃でアニールすると、α-Al_2O_3などの異相が現れたもののNb-Al酸窒化物の結晶性は向上し、超伝導体の体積分率は41%まで増加した。1700℃でホットプレスすると48%まで増加した。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Niobium-aluminum oxynitride prepared by ammonolysis of oxide precursor obtained through the citrate route2009

    • 著者名/発表者名
      S. Yamamoto, Y. Masubuchi, T. Takeda and S. Kikkawa
    • 雑誌名

      J. Alloys and Compd. (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical properties of oxynitride powders2009

    • 著者名/発表者名
      F. Tessier, P. Maillard, F. Chevir, K. Domen and S. Kikkawa
    • 雑誌名

      J. Cer. Soc. Jpn. 117(1)

      ページ: 1-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural study of gallium oxynitrides prepared by ammonolysis of different oxide precursors2009

    • 著者名/発表者名
      X. Cailleaux, Maria del Carmen Marcode Lucas, O. Merdrignac-Ctnanec, F. Tessier. K. Nauasaka and S. Kikkawa
    • 雑誌名

      J. Phys. D : Appl. Phys. 42

      ページ: 045408

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemical synthesis, structure elucidation, and quantum-chemical modeling of a Cr^3+ doped gallium oxynitride made by precursor nitridation2008

    • 著者名/発表者名
      S. Yamamoto, S. Kikkawa, Y. Masubuchi, T. Takeda, H. Wolff, R. Dronskowski and A. Yoshiasa
    • 雑誌名

      Solid State Commun., 147

      ページ: 41-45

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of aluminum oxynitride by nitridation of a precursor derived from aluminum-glycine gel and the effects of the presence of europium2008

    • 著者名/発表者名
      S. Kikkawa, N. Hatta and T. Takeda
    • 雑誌名

      J. Amer. Ceramic Soc. 91(3)

      ページ: 924-928

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Manganese doped gallium oxynitride prepared by nitridation of citrate precursor2008

    • 著者名/発表者名
      S. Kikkawa, S. Ohtaki, T. Takeda, A.Yoshiasa, T. Sakurai and Y. Miyamoto
    • 雑誌名

      J. Alloys. & Compd. 450

      ページ: 152-156

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal structure and optical properties of oxynitride rare-earth tantalates RTa-(O, N) (R = Nd, Gd, Y)2008

    • 著者名/発表者名
      S. Kikkawa, T. Takeda, A. Yoshiasa, P. Maillard and F. Tessier
    • 雑誌名

      Mater. Res. Bull. 43

      ページ: 811-818

    • 査読あり
  • [学会発表] ゲル化窒化合成した酸窒化物系光機能材料2009

    • 著者名/発表者名
      吉川信一
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会
    • 発表場所
      日本大学理工学部船橋キャンパス(船橋市)
    • 年月日
      2009-03-27
  • [学会発表] ゲル化窒化法による酸窒化ガリウムへのCoまたはNi添加効果2009

    • 著者名/発表者名
      宮明杏実、鱒渕友治、本橋輝樹、武田隆史、吉川信一
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2009年年会
    • 発表場所
      東京理科大学野田キャンパス(千葉県野田市)
    • 年月日
      2009-03-16
  • [学会発表] Oxinitrides-New Functional Ceramic Materials2008

    • 著者名/発表者名
      S. Kikkawa, Y. Masubuchi, T. Motohashi
    • 学会等名
      The 25^<th> International Korea-Japan Seminar on Ceramics
    • 発表場所
      Hotel現代(Kangnung, Korea)
    • 年月日
      2008-11-19
  • [学会発表] ペロブスカイト型酸窒化物EuTa(O, N)_3のゲル化窒化合成とアニール効果2008

    • 著者名/発表者名
      浜出陽平、鱒渕友治、本橋輝樹、吉川信一
    • 学会等名
      平成20年度日本・セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
    • 発表場所
      置賜文化ホール(米沢市)
    • 年月日
      2008-11-06
  • [学会発表] ゲル化窒化合成した複金属酸窒化物A_<1-x>B_xO_yN_z(A : Nb, B : Al, Mg)の結晶構造および物性におけるアニール効果2008

    • 著者名/発表者名
      大橋良央、山本伸一、鱒渕友治、本橋輝樹、吉川信一
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会平成20年秋季大会
    • 発表場所
      九州大学医学部百年講堂(福岡市)
    • 年月日
      2008-11-05
  • [学会発表] Synthesis, Structure and Properties of Niobium Aluminum Oxynitride and Tantalum based Compound Prepared through Citrate Route2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Masubuchi, S. Yamamoto, T. Takeda
    • 学会等名
      FGM2008
    • 発表場所
      仙台国際センター(仙台市)
    • 年月日
      2008-09-23
  • [学会発表] Co, Ni又はZnイオンを共存させて生成した酸窒化ガリウム2008

    • 著者名/発表者名
      宮明杏実、鱒渕友治、武田隆史、本橋輝樹、吉川信一
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第21回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      北九州国際会議場(北九州市)
    • 年月日
      2008-09-19

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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