| 研究実績の概要 |
近年、精力的に高エントロピー材料の物質開発が進む中、本研究では研究例の少ない金属カルコゲナイドに着目した。研究の目的は、「高エントロピーカルコゲナイドを高圧法により新たに合成し、その機能を開拓すること」である。従来、硫化物やセレン化物は石英封入法で合成されることが多かったが、組成ずれ起 こす可能性があり、また、非平衡相の高エントロピー物質を高温から急冷することも難しい。その点、高圧法は、融点が比較的低く蒸散しやすい硫黄やセレンを 閉鎖的空間で反応させ、かつ急冷することが可能である点で優れている。 本研究はAX2組成の典型的な結晶構造であるパイライト型を有する金属二硫化物MS2及び金属二セレン化物MSe2の合成をキュービックアンビル型高温高圧合成装置を用いて行った。Mサイトには3-7種の遷移金属元素(Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Ru,Rh,Cd,Pd) を適宜選んで、各元素が等モル量になるよう調整した。 等モル量で混合することでエントロピー項が最大となり、目的の固溶体が安定化する効果がもっとも高まる。高温高圧状態から急冷された試料は、粉末X線回折像及びSEM-EDXで基本的な評価をした。MS2では、(Fe,Co,Ni,Cu)S2, (Fe,Co,Ni,Cu,Ru)S2、MSe2では(Fe,Co,Ni,Cu,Ru)S2、(Fe,Co,Ni,Cu,Ru,Rd)Se2などの組み合 わせで単一相が得られた一方、ZnやMnを混合した組成では単一相が得られなかった。単結晶が得 られた試料については精密構造解析を行い、また、良質な多結晶試料において電気抵抗率および磁化の温度依存性、磁場依存性を測定した。加えて、光電子分光測定により個々の元素の電子状態についても検証した。これらの解析から新 しい高エントロピーカルコゲナイドの構造と物性の特徴が明確になりつつある。
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