大学院工学研究院 基礎科学研究系の田中 将嗣准教授とグラスゴー大学、産業技術総合研究所、および広島大学との共同研究成果が、アメリカ化学会(ACS)の論文誌 「Chemistry of Materials」に掲載され、Supplementary Cover Artに選出されました。論文は2025年5月10日にオンラインで公開され、5月27日号でカバーアートとともに刊行されました。
この论文では、様々な実用材料として使用されている窒化ジルコニウム(窜谤狈)の新しい合成法を报告しています。层状窒化ハロゲン化物という化合物の一种である窜谤狈颁濒を出発物质として使用し、学内で整备された超高纯度アンモニア反応炉を用いて酸素の混入を限りなく抑えた状态で脱塩素反応を行うことで、层状の形状を保ったまま窜谤狈のバルク合成に成功しました。窜谤狈は岩塩型と呼ばれる结晶构造を持つ3次元性の化合物ですが、これを2次元性の层状形状に変えることができたことは特异な特徴です。
さらに、アンモニアとの反応条件を适切に调整することで、岩塩型构造を保持しながら窒素を过剰に含む窜谤狈の合成にも成功しました。従来、窜谤狈は窒素の量が减少して非化学量论比の化合物となることがよく知られていますが、窒素を过剰に含む状态でバルク合成に成功したのは、他の岩塩型窒化物を含めても初めての例です。また、侵入型窒化物ではなく、窜谤の一部欠损によって窒素过剰状态が実现している点も特异な特徴です。
また、窜谤狈は低温で超伝导体となることも知られていますが、この研究で得られた窜谤狈も窒素过剰领域で超伝导を示し、窒素量に応じた転移温度の変化がドーム状になることが明らかになりました。転移温度の超伝导ドームは、铜酸化物や鉄系超伝导体といった、ごく限られた高い転移温度を示す超伝导体においてのみ観察される性质です。窒素量で电子およびホールドープ量が调整できる例は他に存在しません。窜谤狈のような古くからよく知られた実用材料において、これらの新たな性质が発见されたことは极めて珍しい例です。
この论文は、国际共同研究の强化を目的とする九工大の海外研修制度を通して得られた成果です。
掲載号「Chemistry of Materials」 2025, 37, 10, pp. 3747–3756
- 掲载论文は
【选出対象】
| 共着者 | 田中 将嗣 (九州工业大学 大学院工学研究院 基礎科学研究系 准教授) 藤岡 正弥 (産業技術総合研究所 マルチマテリアル研究部門 主任研究員) Duncan H. Gregory (University of Glasgow, School of Chemistry, Professor) 犬丸 啓(広島大学 大学院先進理工系科学研究科 先進理工系科学専攻 教授) |
| 発表题目 | 「Bulk Synthesis and Superconductivity of Rock Salt-Type Nitrogen-Rich, Zirconium-Deficient Nitrides, Zr1-xN」 |
选出されたカバーアート
