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本研究ではホウ素/炭素/窒素からなるB/C/N材料を作製し、その電子構造を評価している。今年度は、様々な温度でBC_2N組成の材料を作製し、化学法および電気化学法によりナトリウムをインターカレーションさせ、作製温度が電子構造やインターカレーション特性に与える影響について考察した。
研究代表者の川口とその大学院生らは、1470～2070Kでアセトニトリルと三塩化ホウ素を原料としたCVD法によりBC_2N組成の材料を作製した。2070Kで作製した材料に対し、電気化学法でナトリウムのインターカレーションを行ったところ、第一ステージが得られた。一方、1470Kや1770Kで作製したBC_2Nにはナトリウムはややインターカレーションされにくく、第一と第二ステージ化合物の混合物が得られた。これは高温で作製した材料の方が良好な結晶性を有しておりインターカレーションが起こりやすかったためと考えられる。
一方、研究分担者の村松は、様々な温度で作製したBC_2Nについてカリフォルニア大学の軟X線放射光施設(Advanced Light Source)にて、X線発光分光分析を行い、材料の電子構造のうち価電子帯を調べた。昨年の伝導帯に関する結果を合わせて考えると、BC_2Nは価電子帯と伝導帯の重なりがグラファイトより大きいことが明らかとなった。この結果は、アルカリ金属のインターカレーションに関する上記の実験結果を支持する結果であった。
以上の結果に対し、論文を執筆すると共に、国際会議および国内での会議で発表した。
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