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2011 年度 実績報告書

特異な結晶形態を有する超高圧高温相半導体結晶の創製と微量添加元素効果

公募研究

研究領域機能元素のナノ材料科学
研究課題/領域番号 22015010
研究機関名古屋大学

研究代表者

長谷川 正  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20218457)

キーワード超臨界流体 / 超高圧 / 超高圧合成 / 単結晶 / ダイアモンドアンビルセル / 微量添加元素効果 / 半導体 / 新結晶創製
研究概要

圧力10~100ギガパスカルおよび温度2000~4000K程度の超高圧超高温領域での化学反応場における物質創製と相安定性の解明は,冶金学,合成化学,固体化学の萌芽的未踏研究領域であり,新物質・新結晶の創製が十分に期待できるため,我々が独自に開発したダイアモンドアンビルセルと赤外レーザー加熱を組み合わせた数十ギガパスカル数千ケルビンでの超高圧合成用プロセスを用いて,多くの新物質・新結晶,特に様々な半導体新物質・新結晶を創製することを試みた.その結果,以下の主な成果が得られた.
まず,光触媒材料として有名なルチル型酸化チタンについて,超高圧超臨界水中での結晶成長を利用して,角柱チューブ状という特異な形態の単結晶の創製に成功するとともに,元素ドーピングにも成功した.また,超高圧超臨界窒素中での直接窒化法を利用して,新しい窒化物半導体として期待されているTh_3P_4型構造のZr_3N_4-Hf_3N_4系窒化物固溶体の合成に成功した.また,超高圧超臨界二酸化炭素中での強制還元法と結晶成長を利用して,カーボンナノチューブと放射状に成長したカーボンナノファイバーの創製に成功した.さらに,高分子を前駆体として,超高圧下での有機・無機変換合成法を利用して,バラ状という特異形態のC-N系グラファイト類似化合物の創製に成功した.そして,CとNの比を系統的に変化させることに成功した.以上の各物質系について,本プロセスを用いた場合の創製条件を明らかにした.さらに,超高圧下でタンパク質単結晶の構造解析と変性挙動を解明するための手法を開発しこれらを解明した.

  • 研究成果

    (38件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (33件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Microstructure dependence of Barkhausen voltage pulse width in steel2012

    • 著者名/発表者名
      T.Inaguma, et al
    • 雑誌名

      J.Applied Physics

      巻: 111 ページ: 063903-1-063903-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-pressure-induced water penetration into 3-isopropylmalage dehydrogenase2012

    • 著者名/発表者名
      T.Nagae, et al
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica Section D

      巻: 68 ページ: 300-309

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth and optical properties of rectangular hollow tube TiO_2 crystals with rutile-type structure2011

    • 著者名/発表者名
      K.Niwa, et al
    • 雑誌名

      CRYSTAL GROWTH & DESIGN

      巻: 11 ページ: 4427-4432

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高圧力下における結晶成長・高圧発生技術と評価2011

    • 著者名/発表者名
      長谷川正, ら
    • 雑誌名

      応用物理学会結晶工学分科会第132回研究会テキスト

      巻: 132 ページ: 1-9

    • 査読あり
  • [学会発表] 超高圧超臨界流体を用いた中空角柱状ルチル型酸化物の単結晶育成2012

    • 著者名/発表者名
      丹羽健, ら
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2012年年会
    • 発表場所
      京都大学(京都府)
    • 年月日
      20120319-20120321
  • [学会発表] 超高圧高温下での結晶成長と新結晶の創製2012

    • 著者名/発表者名
      長谷川正
    • 学会等名
      日本結晶成長学会バルク成長分科会第84回研究会
    • 発表場所
      東北大学金属材料研究所(宮城県)(招待講演)
    • 年月日
      2012-02-24
  • [学会発表] New B-O compound synthesized under high-pressure and high-temperature2011

    • 著者名/発表者名
      K.Kusaba, et al
    • 学会等名
      International Conference of New Science Created by Materials with Nano Spaces
    • 発表場所
      Tohoku University, Japan
    • 年月日
      20111123-20111126
  • [学会発表] 中空角柱状ルチル型酸化物結晶の高圧結晶成長と添加元素効果2011

    • 著者名/発表者名
      田口鷹志, ら
    • 学会等名
      第52回高圧討論会
    • 発表場所
      沖縄キリスト教学院(沖縄県)
    • 年月日
      20111109-20111111
  • [学会発表] 高圧高温下における超臨界二酸化炭素と金属の反応2011

    • 著者名/発表者名
      飯田雅彦, ら
    • 学会等名
      第52回高圧討論会
    • 発表場所
      沖縄キリスト教学院(沖縄県)
    • 年月日
      20111109-20111111
  • [学会発表] 高圧高温下におけるヘテロ芳香族化合物の化学反応2011

    • 著者名/発表者名
      神有輝, ら
    • 学会等名
      第52回高圧討論会
    • 発表場所
      沖縄キリスト教学院(沖縄県)
    • 年月日
      20111109-20111111
  • [学会発表] 金属二フッ化物固溶体の高圧合成2011

    • 著者名/発表者名
      平野力, ら
    • 学会等名
      第52回高圧討論会
    • 発表場所
      沖縄キリスト教学院(沖縄県)
    • 年月日
      20111109-20111111
  • [学会発表] B-O系化合物の高圧高温合成と物性2011

    • 著者名/発表者名
      中沢成輝, ら
    • 学会等名
      第52回高圧討論会
    • 発表場所
      沖縄キリスト教学院(沖縄県)
    • 年月日
      20111109-20111111
  • [学会発表] 高圧高温下における新規Cr-Ge系化合物の創製とその物性2011

    • 著者名/発表者名
      小山春奈, ら
    • 学会等名
      第52回高圧討論会
    • 発表場所
      沖縄キリスト教学院(沖縄県)
    • 年月日
      20111109-20111111
  • [学会発表] 斜方晶CaCl_2型構造を有するZnF_2の高温高圧合成とその圧縮挙動2011

    • 著者名/発表者名
      草場啓治, ら
    • 学会等名
      第52回高圧討論会
    • 発表場所
      沖縄キリスト教学院(沖縄県)
    • 年月日
      20111109-20111111
  • [学会発表] C-N系無機化合物の超高圧高温合成と特異ナノ・メゾ形態2011

    • 著者名/発表者名
      長谷川正, ら
    • 学会等名
      日本金属学会2011年秋季講演大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンターおよびカルチャーリゾートフェストーネ(沖縄県)
    • 年月日
      20111107-20111109
  • [学会発表] 超高圧高温下での有機・無機変換によるメゾサイズC-N系化合物の合成と形態2011

    • 著者名/発表者名
      神有輝, ら
    • 学会等名
      第41回結晶成長国内会議
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県)
    • 年月日
      20111103-20111105
  • [学会発表] B-O系物質の高温高圧合成2011

    • 著者名/発表者名
      草場啓治, ら
    • 学会等名
      日本金属学会2011年秋季講演大会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県)
    • 年月日
      20111103-20111105
  • [学会発表] Molecular Routes Synthesis for C-N Compounds in High Pressure2011

    • 著者名/発表者名
      T.Horibe, et al
    • 学会等名
      49th European High Pressure Research Group Conference
    • 発表場所
      Budapest, Humgary
    • 年月日
      20110828-20110902
  • [学会発表] Synthesis of Reactive Compounds in High Pressure and Temperature2011

    • 著者名/発表者名
      R.Eguchi, et al
    • 学会等名
      49th European High Pressure Research Group Conference
    • 発表場所
      Budapest, Hungary
    • 年月日
      20110828-20110902
  • [学会発表] Growth of Rectangular Hollow Tube TiO_2 Crystals in High Pressure and Temperature2011

    • 著者名/発表者名
      T.Taguchi, et al
    • 学会等名
      49th European High Pressure Research Group Conference
    • 発表場所
      Budapest, Hungary
    • 年月日
      20110828-20110902
  • [学会発表] Organic-to-Inorganic Conversion in High Pressure and Temperature for C-N Inorganic Compounds2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Jin, et al
    • 学会等名
      49th European High Pressure Research Group Conference
    • 発表場所
      Budapest, Hungary
    • 年月日
      20110828-20110902
  • [学会発表] Reaction between supercritical carbon dioxide and metal in high pressure and temperature2011

    • 著者名/発表者名
      M.Iida, et al
    • 学会等名
      49th European High Pressure Research Group Conference
    • 発表場所
      Budapest, Hungary
    • 年月日
      20110828-20110902
  • [学会発表] Structure study of IPMDH from piezosensitive and piezophilic2011

    • 著者名/発表者名
      T.Nagae, et al
    • 学会等名
      22nd IUCr Congress
    • 発表場所
      Madrid, Spain
    • 年月日
      20110822-20110830
  • [学会発表] 高圧蛋白質結晶構造解析:Structural analysis of protein crystals under high pressure2011

    • 著者名/発表者名
      永江峰幸, ら
    • 学会等名
      第28回PFシンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場エポカル(茨城県)
    • 年月日
      20110712-20110713
  • [学会発表] Shewanella属常圧菌と好圧菌由来3-イソプロピルリンゴ酸脱水素酵素の高圧蛋白質結晶構造解析2011

    • 著者名/発表者名
      永江峰幸, ら
    • 学会等名
      第11回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      ホテル阪急エキスポパーク(大阪府)
    • 年月日
      20110607-20110608
  • [学会発表] 中空角柱状ルチル型酸化物結晶の高圧結晶成長と添加元素効果2011

    • 著者名/発表者名
      田口鷹志, ら
    • 学会等名
      第21回学生による材料フォーラム
    • 発表場所
      名古屋工業大学(愛知県)
    • 年月日
      2011-12-01
  • [学会発表] 高圧高温下における新規Cr-Ge系化合物の創製とその物性2011

    • 著者名/発表者名
      小山春奈, ら
    • 学会等名
      第21回学生による材料フォーラム
    • 発表場所
      名古屋工業大学(愛知県)
    • 年月日
      2011-12-01
  • [学会発表] B-O系化合物の高圧高温合成と物性2011

    • 著者名/発表者名
      中沢成輝, ら
    • 学会等名
      第21回学生による材料フォーラム
    • 発表場所
      名古屋工業大学(愛知県)
    • 年月日
      2011-12-01
  • [学会発表] 高圧高温下における超臨界二酸化炭素と金属の反応2011

    • 著者名/発表者名
      飯田雅彦, ら
    • 学会等名
      第21回学生による材料フォーラム
    • 発表場所
      名古屋工業大学(愛知県)
    • 年月日
      2011-12-01
  • [学会発表] 高圧高温下におけるヘテロ芳香族化合物の化学反応2011

    • 著者名/発表者名
      神有輝, ら
    • 学会等名
      第21回学生による材料フォーラム
    • 発表場所
      名古屋工業大学(愛知県)
    • 年月日
      2011-12-01
  • [学会発表] 金属二フッ化物固溶体の高圧合成2011

    • 著者名/発表者名
      平野力, ち
    • 学会等名
      第21回学生による材料フォーラム
    • 発表場所
      名古屋工業大学(愛知県)
    • 年月日
      2011-12-01
  • [学会発表] 特異な結晶形態を有したメゾ結晶の高圧高温創製I2011

    • 著者名/発表者名
      丹羽健, ら
    • 学会等名
      名古屋大学材料バックキャストテクノロジーシンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      2011-10-17
  • [学会発表] 特異な結晶形態を有したメゾ結晶の高圧高温創製II2011

    • 著者名/発表者名
      丹羽健, ら
    • 学会等名
      名古屋大学材料バックキャストテクノロジーシンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      2011-10-17
  • [学会発表] 超高圧超高温下での超臨界流体を用いた無機化合物の合成と単結晶育成2011

    • 著者名/発表者名
      長谷川正
    • 学会等名
      愛媛大学地球深部ダイナミクス研究センター研究推進プロジェクトキックオフシンポジウム
    • 発表場所
      愛媛大学理学部(愛媛県)(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-14
  • [学会発表] Synthesis and Crystal Growth of Noble Materials in High Pressure and Temperature2011

    • 著者名/発表者名
      M.Hasegawa
    • 学会等名
      2011 International Conference on Processing & Manufacturing of Advanced Materials
    • 発表場所
      Quebec, Canada(招待講演)
    • 年月日
      2011-08-01
  • [学会発表] ギガパスカル領域での超高圧合成と有機-無機変換2011

    • 著者名/発表者名
      長谷川正
    • 学会等名
      日本学術振興会先進セラミックス第124委員会第136回研究会
    • 発表場所
      早稲田大学西早稲田キャンパス(東京都)(招待講演)
    • 年月日
      2011-06-02
  • [学会発表] 高圧下における結晶成長・評価と高圧発生技術2011

    • 著者名/発表者名
      長谷川正
    • 学会等名
      応用物理学会結晶工学分科会第134回研究会
    • 発表場所
      学習院創立百周年記念会館(東京都)(招待講演)
    • 年月日
      2011-04-21
  • [備考]

    • URL

      http://www.numse.nagoya-u.ac.jp/hasegawa/

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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