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論文

Quantum critical behavior of the hyperkagome magnet Mn$$_3$$CoSi

山内 宏樹; Sari, D. P.*; 安井 幸夫*; 坂倉 輝俊*; 木村 宏之*; 中尾 朗子*; 大原 高志; 本田 孝志*; 樹神 克明; 井川 直樹; et al.

Physical Review Research (Internet), 6(1), p.013144_1 - 013144_9, 2024/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.6.013144

$$beta$$-Mn-type family alloys Mn$$_3$$$$TX$$ have three-dimensional antiferromagnetic (AFM) corner-shared triangular network. The antiferromagnet Mn$$_3$$RhSi shows magnetic short-range order (SRO) over a wide temperature range of approximately 500 K above the N$'{e}$el temperature $$T_{rm N}$$ = 190 K. Mn$$_3$$CoSi has the smallest lattice parameter and the lowest $$T_{rm N}$$ in the family compounds. The quantum critical point (QCP) from AFM to the quantum paramagnetic state is expected near a cubic lattice parameter of 6.15 $AA. Although $T_N$$ of Mn$$_3$$CoSi is only 140 K, quantum critical behavior is observed in Mn$$_3$$CoSi as the enhancement of the electronic specific heat coefficient $$gamma$$. We study how the magnetic SRO appears in Mn$$_3$$CoSi by using neutron scattering, $$mu$$SR, and physical property measurements. The experimental results show that the neutron scattering intensity of the magnetic SRO does not change much regardless of the suppressed magnetic moment in the long-range magnetic ordered state compared to those of Mn$$_3$$RhSi. The initial asymmetry drop ratio of $$mu$$SR above $$T_{rm N}$$ becomes small, and the magnetic SRO temperature $$T_{SRO}$$ is suppressed to 240 K. The results suggest that the Mn$$_3$$CoSi is close to the QCP in the Mn$$_3$$$$TX$$ system.

論文

Elastic and dynamical structural properties of La and Mn-doped SrTiO$$_{3}$$ studied by neutron scattering and their relation with thermal conductivities

梶本 亮一; 中村 充孝; 村井 直樹; 社本 真一; 本田 孝志*; 池田 一貴*; 大友 季哉*; 畑 博人*; 江藤 貴弘*; 野田 正亮*; et al.

Scientific Reports (Internet), 8(1), p.9651_1 - 9651_8, 2018/06

https://doi.org/10.1038/s41598-018-27984-z
 被引用回数：6 パーセンタイル：30.3(Multidisciplinary Sciences)

The electron-doped SrTiO$$_{3}$$ exhibits good thermoelectric properties, which makes this material a promising candidate of an n-type oxide thermoelectric device. Recent studies indicated that only a few percent co-doping of La and Mn in SrTiO$$_{3}$$ substantially reduces the thermal conductivity, thereby greatly improving the thermoelectric figure of merit at room temperature. Our time-of-flight neutron scattering studies revealed that by doping both La and Mn into SrTiO$$_{3}$$, the inelastic scattering spectrum shows a momentum-independent increase in the low-energy spectral weight approximately below 10 meV. The increase in the low-energy spectral weight exhibits a clear correlation with thermal conductivity. The correlation is attributed to dynamical and local structural fluctuations caused by the Jahn-Teller instability in Mn$$^{3+}$$ ions coupled with the incipient ferroelectric nature of SrTiO$$_{3}$$, as the origin of the low thermal conductivity.

論文

Local lattice distortion caused by short-range charge ordering in transition metal oxides

樹神 克明; 井川 直樹; 社本 真一; 池田 一貴*; 大下 英敏*; 金子 直勝*; 大友 季哉*; 鈴谷 賢太郎; 星川 晃範*; 石垣 徹*

JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.034002_1 - 034002_6, 2015/09

https://doi.org/10.7566/JPSCP.8.034002

Cubic spinel compound LiMn$$_2$$O$$_4$$ with the mixed valence of Mn$$^{3.5+}$$ has non-metallic conductivity. The local structure determined by the PDF analysis has an orthorhombic lattice distortion and includes inequivalent Mn$$^{3+}$$ and Mn$$^{4+}$$ sites. YBaCo$$_2$$O$$_5$$ also exhibits non-metallic conductivity although the Co has the mixed valence of +2.5 above 220 K which corresponds with charge ordering temperature. The PDF obtained at 450 K is not reproduced by the PDF calculated for the averaged structure and can be reproduced by the PDF calculated for the structure model corresponding to the charge ordering state. These results suggest that the valence electrons are localized with short-range periodicity, resulting in the non-metallic conductivities in these materials.

論文

Local structural analysis by using atomic pair distribution function on mixed valence compound LiMn$$_2$$O$$_4$$

樹神 克明; 井川 直樹; 社本 真一; 池田 一貴*; 大下 英敏*; 金子 直勝*; 大友 季哉*; 鈴谷 賢太郎; 星川 晃範*; 石垣 徹*

JPS Conference Proceedings (Internet), 3, p.013012_1 - 013012_6, 2014/06

https://doi.org/10.7566/JPSCP.3.013012

LiMn$$_2$$O$$_4$$ has a cubic spinel structure with a single Mn site whose valence is +3.5. Below about 260 K, the compound exhibits a charge ordering and has inequivalent Mn sites with valences of +3 and +4. However, even in the cubic phase without the charge ordering, temperature dependence of the electrical conductivity is non-metallic. We have performed PDF (atomic pair distribution function) analysis on powder neutron diffraction data of LiMn$$_2$$O$$_4$$ obtained above 300 K where the compound has cubic structure. The local structure determined by PDF analysis has an orthorhombic lattice distortion and includes the inequivalent Mn sites with valences of +3 and +4 up to, at least, about 450 K. These results indicate that valence electrons are localized at Mn sites with short range periodicity, resulting in the non-metallic electrical conductivity. It can be regarded as a glass state of valence electrons whereas a charge ordering can be regarded as a crystallization of valence electrons.

論文

Local lattice distortion caused by short range charge ordering in LiMn$$_2$$O$$_4$$

樹神 克明; 井川 直樹; 社本 真一; 池田 一貴*; 大下 英敏*; 金子 直勝*; 大友 季哉*; 鈴谷 賢太郎

Journal of the Physical Society of Japan, 82(9), p.094601_1 - 094601_6, 2013/09

https://doi.org/10.7566/JPSJ.82.094601
 被引用回数：11 パーセンタイル：58.33(Physics, Multidisciplinary)

We have performed powder neutron diffraction on $$^7$$LiMn$$_2$$O$$_4$$ at 300 K. The crystal structure determined by Rietveld analysis is a cubic spinel with space group of $$Fdbar{3}m$$ in which all Mn atoms are crystallograghically equivalent, consistent with many preceding studies. However, the atomic pair distribution function (PDF) of this compound cannot be fitted by the cubic structure satisfactorily, and it can be reproduced by the orthorhombic structure with $$Fddd$$. It corresponds with the structure of charge ordered phase below about 260 K, indicating a short range charge ordering. In the local structure determined by PDF analysis, two types of MnO$$_6$$ octahedra with long and short atomic distances between Mn and O atoms exist and their Mn-O distances are almost consistent with the distances in the charge ordered phase. From these results, valence electrons are localized at Mn sites like a glass even in the cubic phase, resulting in the non-metallic electrical conductivity.

報告書

高速実験炉「常陽」における原子炉容器内保守・補修技術開発; 高耐放射線ファイバスコープの開発(共同研究)

内藤 裕之; 板垣 亘; 岡崎 義広; 今泉 和幸; 伊藤 主税; 長井 秋則; 北村 了一; 社本 尚樹*; 竹島 由将*

JAEA-Technology 2012-009, 100 Pages, 2012/05

JAEA-Technology-2012-009.pdf:9.89MB

本研究では、高速炉の炉内観察に使用するための耐熱性・耐放射線性に優れたファイバスコープを開発することを目的として、ファイバスコープの構成要素であるイメージファイバとライトガイドファイバの高温環境における耐放射線性向上策の検討と、照射試験によるファイバスコープの構成要素の照射特性の評価を実施した。ファイバの耐放射線性については純粋石英コアのファイバが優れており、不純物によって耐放射線性が左右されることがわかっている。また、光の一部はクラッドを通過するため、クラッドについても耐放射線に優れた材料にする必要がある。そこで、コアをOH基1,000ppm含有の純粋石英,クラッドをフッ素ドープ石英とすることで耐放射線性の向上を目指した。照射試験の結果、コアのOH基含有量を1,000ppmに増加したことで伝送損失の増加につながる照射による新たなプレカーサ生成を抑制できていることが確認できた。クラッドについても、フッ素ドープ石英クラッドは樹脂クラッドより伝送損失増加量や増加速度を大きく改善することができた。本研究の結果、イメージファイバ及びライトガイドファイバのコア材についてはOH基を1,000ppm含有する純粋石英,クラッド材についてはフッ素ドープ石英とし、これらでファイバスコープを構成することより、200$$^{circ}$$C環境で5$$times$$10$$^{5}$$Gy照射後でも観察できる見通しが得られた。

論文

Synthesis of SiC nanowires and nanotubes sheathed with BN

田口 富嗣; 井川 直樹; 社本 真一

IOP Conference Series; Materials Science and Engineering, 18, p.062020_1 - 062020_4, 2011/10

https://doi.org/10.1088/1757-899X/18/6/062020
 被引用回数：3 パーセンタイル：76.97(Nanoscience & Nanotechnology)

これまでに作製に成功しているC-SiCナノチューブ及びSiCナノチューブを1600$$^{circ}$$C以上の温度で、BN粉末とともに真空中で、5時間熱処理を行うことにより、BN層が被覆したSiCナノワイヤー及びナノチューブの合成に成功した。TEM観察から、被覆されていたBN層は、10層以下であった。1500$$^{circ}$$C以下の温度での熱処理では、SiCナノチューブ表面には、BN層は形成しなかった。また、熱処理によるSiC結晶粒子の粒成長により、ナノチューブの中空が埋まり、多くのナノチューブがナノワイヤーへと変質した。

論文

Hydrogen in layered iron arsenides; Indirect electron doping to induce superconductivity

半那 拓*; 村場 善行*; 松石 聡*; 井川 直樹; 樹神 克明; 社本 真一; 細野 秀雄*

Physical Review B, 84(2), p.024521_1 - 024521_7, 2011/07

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.84.024521
 被引用回数：102 パーセンタイル：94.65(Materials Science, Multidisciplinary)

Utilizing the high stability of calcium and rare-earth hydrides, CaFeAsF$$_{1-x}$$H$$_x$$ ($$x$$ = 0.0-1.0) and SmFeAsO$$_{1-x}$$H$$_x$$ ($$x$$ = 0.0-0.47) have been synthesized using high pressure to form hydrogen-substituted 1111-type iron-arsenide superconductors. Neutron diffraction and density functional calculations have demonstrated that the hydrogens are incorporated as H$$^-$$ ions occupying F$$^-$$ sites in the blocking layer of CaFeAsF. The resulting CaFeAsO$$_{1-x}$$H$$_x$$ is nonsuperconducting, whereas, SmFeAsO$$_{1-x}$$H$$_x$$ is a superconductor, with an optimal $$T$$$$_{rm c}$$ =55 K at $$x$$ $$sim$$ 0.2. It was found that up to 40% of the O$$^{2-}$$ ions can be replaced by H$$^-$$ ions, with electrons being supplied into the FeAs layer to maintain neutrality (O$$^{2-}$$ = H$$^-$$ + e$$^-$$). When $$x$$ exceeded 0.2, $$T$$$$_{rm c}$$ was reduced corresponding to an electron overdoped region.

論文

Crystal and magnetic structures of the superconductor CeNi$$_{0.8}$$Bi$$_2$$

樹神 克明; 脇本 秀一; 井川 直樹; 社本 真一; 溝口 拓*; 細野 秀雄*

Physical Review B, 83(21), p.214512_1 - 214512_5, 2011/06

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.83.214512
 被引用回数：19 パーセンタイル：61.3(Materials Science, Multidisciplinary)

We have performed powder neutron diffraction on the new superconductor, CeNi$$_{0.8}$$Bi$$_2$$ with a superconducting transition temperature $$T_textrm{c} sim$$ 4.2 K. The structural parameters of this compound at room temperature are determined by Rietveld analysis. Below about 5 K, the clear magnetic Bragg peaks with propagation vector $$q$$=(0 0 0) are observed. The observed intensities of magnetic Bragg peaks can be explained by the magnetic structure that the two Ce moments in the unit cell are antiparallel along the $$c$$-axis. The magnetic Bragg peaks are observed in the superconducting state, indicating the coexistence of the antiferromagnetic ordering and the superconductivity in this compound. The intensity of magnetic Bragg peak monotonously increases with decreasing temperature below $$T_textrm{N}$$ and does not exhibit apparant anomaly at $$T_textrm{c}$$, obviously different from cases of heavy fermion superconductors in which the magnetic ordering and the superconductivity coexist, for example, Cd-doped CeCoIn$$_5$$. These results suggest that the 4$$f$$ electron of the Ce atom is not coupled with the superconducting carrier, and the magnetic ordering is almost independent of the superconductivity in CeNi$$_{0.8}$$Bi$$_2$$.

論文

Crystal and magnetic structures and properties of BiMnO$$_{3+delta}$$

Belik, A. A.*; 樹神 克明; 井川 直樹; 社本 真一; 小須田 幸助*; 室町 英治*

Journal of the American Chemical Society, 132(23), p.8137 - 8144, 2010/05

https://doi.org/10.1021/ja102014n
 被引用回数：49 パーセンタイル：74.59(Chemistry, Multidisciplinary)

Crystal and magnetic structures of BiMnO$$_{3+delta}$$ ($$delta$$=0.03, 0.08, and 0.14) have been determined by the Rietveld method from neutron diffraction data at 8-10 and 290 K. BiMnO$$_{3.03}$$ crystallizes in a monoclinic system with space group $$C2/c$$. BiMnO$$_{3.08}$$ crystallizes in space group $$P2_1/c$$. It was found that Mn vacancies are localized mainly in one Mn site (among three sites) in BiMnO$$_{3.08}$$ (=Bi$$_{0.974}$$Mn$$_{0.974}$$O$$_3$$). Vacancy-ordering and charge-ordering scenarios are suggested as possible reasons for the crystal symmetry change compared with BiMnO$$_{3.03}$$ (=Bi$$_{0.99}$$Mn$$_{0.99}$$O$$_3$$). BiMnO$$_{3.03}$$ and BiMnO$$_{3.08}$$ are ferromagnetic below T$$_c$$ = 82 and 68 K, respectively, with magnetic moments along the monoclinic b axes. Refined magnetic moments at 10 K are 2.88(2) $$mu_B$$ in BiMnO$$_{3.03}$$ and 2.33(2) $$mu_B$$ in BiMnO$$_{3.08}$$. BiMnO$$_{3.14}$$ crystallizes in an orthorhombic system with space group $$Pnma$$, and its structure is similar to that of LaMnO$$_{3.11}$$-LaMnO$$_{3.15}$$. No magnetic reflections were found in BiMnO$$_{3.14}$$ down to 8 K, in agreement with its spin-glass magnetic state. Magnetic and chemical properties of BiMnO$$_{3+delta}$$ ($$0.02 le delta le 0.14$$) have also been investigated and compared with those of LaMnO$$_{3+delta}$$. Systematic changes of magnetic parameters in BiMnO$$_{3+delta}$$ were found to depend on $$delta$$.

論文

Origin of the monoclinic-to-monoclinic phase transition and evidence for the centrosymmetric crystal structure of BiMnO$$_3$$

Belik, A. A.*; 飯久保 智; 横澤 忠洋*; 樹神 克明; 井川 直樹; 社本 真一; 東 正樹*; 高野 幹夫*; 木本 浩司*; 松井 良夫*; et al.

Journal of the American Chemical Society, 129(4), p.971 - 977, 2007/01

https://doi.org/10.1021/ja0664032
 被引用回数：182 パーセンタイル：95.3(Chemistry, Multidisciplinary)

BiMnO$$_3$$の単相多結晶試料を高圧合成し、その結晶構造を制限視野電子回折,収束電子線回折,中性子回折データを用いたリートベルト解析により調べた。制限視野電子線回折,収束電子線回折のデータはBiMnO$$_3$$が300Kで中心対称を有するC2/cであることを示している。Mn-O結合長の解析結果は、BiMnO$$_3$$が300Kで軌道秩序し、474Kではその秩序がなくなっていることを示している。474Kでの相転移は磁化,有効磁気モーメント,ワイス温度の小さなとびを伴う一次相転移である。

論文

Neutron powder diffraction study on the crystal and magnetic structures of BiCoO$$_3$$

Belik, A. A.*; 飯久保 智; 樹神 克明; 井川 直樹; 社本 真一; 新高 誠司*; 東 正樹*; 島川 祐一*; 高野 幹夫*; 泉 富士夫*; et al.

Chemistry of Materials, 18(3), p.798 - 803, 2006/02

https://doi.org/10.1021/cm052334z
 被引用回数：278 パーセンタイル：98.63(Chemistry, Physical)

BiCoO$$_3$$の結晶構造と磁気構造を、T=5$$sim$$520Kで測定した粉末中性子回折データのリートベルト解析によって決定した。BiCoO$$_3$$は測定したすべての温度範囲で、BaTiO$$_3$$, PbTiO$$_3$$と同形の結晶構造である。BiCoO$$_3$$は絶縁体で、ネール温度470Kである。この反強磁性秩序に対して、伝播ベクトルk=(1/2, 1/2, 0)のモデルを提案した。このモデルではCo$$^{3+}$$イオンの磁気モーメントが、c軸方向には平行に、ab面内には反強磁性的に整列している。つまり反強磁性秩序したab面がc軸方向に強磁性的に積み重なり、C型の反強磁性磁気構造を形成している。精密化された磁気モーメントの値は5Kで3.24$$mu$$$$_{{it B}}$$, 300Kで2.92$$mu$$$$_{{it B}}$$である。またBiCoO$$_3$$の化学量論比からのずれがないことが確認された。BiCoO$$_3$$は大気中、720K以上ではCo$$_3$$O$$_4$$とBi$$_{25}$$CoO$$_{39}$$に分解する。

論文

BiScO$$_3$$: Centrosymmetric BiMnO$$_3$$-type oxide

Belik, A. A.*; 飯久保 智; 樹神 克明; 井川 直樹; 社本 真一; 真家 信*; 長井 拓郎*; 松井 良夫*; Stefanovich, S. Y.*; Lazoryak, B. I.*; et al.

Journal of the American Chemical Society, 128(3), p.706 - 707, 2006/01

https://doi.org/10.1021/ja057574u
 被引用回数：114 パーセンタイル：89.99(Chemistry, Multidisciplinary)

BiMnO$$_3$$と同形のペロブスカイトBiScO$$_3$$を用いて電子線回折,中性子回折による結晶構造解析を行った。この結果BiScO$$_3$$の結晶構造はBiMnO$$_3$$の空間群とされているC2より対称性の高い、中心対称の空間群C2/cが適当であることがわかった。BiMnO$$_3$$についても同様な対称性の高い空間群である可能性がある。

論文

Preparation and characterization of single-phase SiC nanotubes and C-SiC coaxial nanotubes

田口 富嗣; 井川 直樹; 山本 博之; 社本 真一; 實川 資朗

Physica E, 28(4), p.431 - 438, 2005/09

https://doi.org/10.1016/j.physe.2005.05.048
 被引用回数：83 パーセンタイル：91.14(Nanoscience & Nanotechnology)

カーボンナノチューブをテンプレート材料として、Si粉末とともに真空中で熱処理を行う簡便な方法により、単相SiCナノチューブ及び同軸C-SiCナノチューブを合成した。さらに、それらの透過型電子顕微鏡による微細構造観察及びキャラクタリゼーションを行った。その結果、1450$$^{circ}$$Cにおける熱処理では、50-200nmの粒径を有するSiC粒が連なったナノワイヤーが合成された。1300$$^{circ}$$Cにおける熱処理においては、同軸C-SiCナノチューブのみが合成された。1200$$^{circ}$$C、100時間熱処理により、わずかではあるが、単相のSiCナノチューブの合成に成功した。単相SiCナノチューブの収率を増加させるため、1200$$^{circ}$$C、100時間熱処理材を、さらに600$$^{circ}$$C、1時間、大気中で熱処理を行った。この大気中熱処理により、同軸C-SiCナノチューブ内部のカーボン相が消失したため、半数以上のナノチューブが単相SiCナノチューブへと変換した。EDX測定結果から、単相SiCナノチューブのSiとCとの元素比は、ほぼ1であることがわかった。つまり単相SiCナノチューブは、化学量論比に近いSiC結晶粒から構成されていることが示された。

論文

Development of heat and radiation resistant optical fibers

四竈 樹男*; 石原 正博; 林 君夫; 角田 恒巳; 社本 尚樹*; 石野 栞*

Proceedings of 1st Information Exchange Meeting on Basic Studies on High-Temperature Engineering, p.379 - 386, 1999/09

HTTRを用いた高温工学に関する先端的基礎研究の一つとして耐熱耐放射線性光ファイバの開発を進めてきた。一連の研究開発により、耐熱耐放射線性を高めるためには光ファイバのコアの高純度化、OHの添加あるいはFの添加が必要であることが明らかとなってきている。そこで、これらの条件で光ファイバを試作し、JMTRを用いた高温照射試験を実施し、最適な光ファイバの条件を検討した。照射条件は高速中性子束が2$$times$$10$$^{17}$$m$$^{-2}$$s$$^{-1}$$で20日間、温度は最高800$$^{circ}C$$である。照射試験の結果、Fをコアに添加した光ファイバの透光性が最も良好となった。本報告は今までに得られたこれらの成果について述べるものである。

論文

Observation of optical signals using optical fibers in operating fission reactor core

角田 恒巳; 四竈 樹男*; 鳴井 実*; 佐川 勉; 社本 尚樹*; 妻沼 孝司*

Proc. of Int. Conf. on Optical Technology and Image Processing in Fluid,Thermal and Combustion Flow, p.1 - 5, 1998/00

耐放射線性光ファイバの先端にサファイアセンサを取り付け、JMTR炉心で発光計測を行った。発光・分光などの光学的手法による炉心内計測の試みである。サファイアセンサからは420,690,860nmの発光ピーク及び700~1200nmに至る幅広い発光が観測された。また、光ファイバ自身の発光として、素材の石英(SiO$$_{2}$$)による420nmのピーク及び300~1800nmに広がるチェレンコフ光を観測した。これらの発光は原子炉の出力に比例する。また、原子炉の高出力領域では、サファイアからの長波長帯の熱放射光により、炉心内の$$gamma$$線レベル及び温度計測が可能であることがわかった。僅か径1mm程度以下の光ファイバとサファイアセンサの組合せにより、原子炉の炉心出力と炉心温度の両パラメータをモニタできる超小型センサとなり得る。

口頭

カーボンナノファイバー分散による高熱伝導性SiC/SiC複合材料の作製

田口 富嗣; 井川 直樹; 實川 資朗; 山本 博之; 社本 真一

no journal, , 

SiC/SiC複合材料は、高温において高強度を有し、中性子照射後の誘導放射能が低いという理由から核融合炉材料用構造材料への応用が期待されている。核融合炉用構造材料としては、熱交換率及び耐熱衝撃特性の向上のために、高い熱伝導率が望まれている。そこで、本研究では高熱伝導率を有するカーボンナノファイバー(CNF)を新たに分散させることにより、高熱伝導率性を有するSiC/SiC複合材料を作製することを目的とした。その結果、約4%と非常に小さい体積分率でCNFを分散させることにより、室温において90W/mK,800$$^{circ}$$Cおいて40W/mKという高熱伝導率を有するSiC/SiC複合材料の作製に成功した。

口頭

SiC及びSiC-SiO$$_{2}$$ナノチューブの創製とその微細構造観察

田口 富嗣; 井川 直樹; 山本 博之; 社本 真一

no journal, , 

カーボンナノチューブをテンプレート材料として、1200$$^{circ}$$C,100時間の条件でSiと反応させることにより、単相SiCナノチューブの合成に成功した。X線回折の結果、1200$$^{circ}$$C,100時間の条件でSi粉末と反応させたカーボンナノチューブのほとんどは、SiCへと変質してることがわかった。TEM観察の結果、単相SiCナノチューブだけではなく、カーボンナノチューブの周りに均一にSiC層が形成しているC-SiCナノチューブも合成されていた。これらナノチューブを、さらに10$$^{-1}$$Torr,1300$$^{circ}$$C,5時間の条件で熱処理を行うことにより、SiCナノチューブの周りに均一にSiO$$_{2}$$層が形成しているSiC-SiO$$_{2}$$ナノチューブの合成にも成功した。

口頭

Preparation and microstructural observation of SiC and SiC-SiO$$_{2}$$ coaxial nanotubes

田口 富嗣; 井川 直樹; 山本 博之; 社本 真一

no journal, , 

カーボンナノチューブの発見以降、さまざまなセラミックスナノチューブの開発が試みられている。その中でも、SiCは重要な半導体材料であることから、電子デバイスとしての応用が期待されている。しかしながら、SiCナノチューブの合成に関する報告は、非常に少ない。そこで本研究では、カーボンナノチューブをテンプレート材料としたSiCナノチューブの合成方法の最適化を行うことを目的とする。さらに、電子デバイスとしての応用に際し、SiCナノチューブ表面を絶縁層で被覆することが重要となる。そこで、SiO$$_{2}$$被覆SiCナノチューブの合成も試みる。その結果、熱処理温度が1400$$^{circ}$$Cでは、直径約100nmのSiC粒子が連なったSiCナノロッドが生成した。熱処理温度が1200$$^{circ}$$Cにおいて、保持時間が短い場合C-SiCナノチューブとなったが、100時間以上の熱処理により単相のSiCナノチューブの合成に成功した。さらに、これらSiCナノチューブを低真空度で熱処理を行うことにより、表面にSiO$$_{2}$$が被覆されたSiCナノチューブの合成に成功した。低真空度熱処理の処理時間を増加させることにより、SiO$$_{2}$$ナノチューブの合成にも成功した。

口頭

Synthesis and microstructure observation of ceramic composite nanotubes

田口 富嗣; 井川 直樹; 山本 博之; 社本 真一

no journal, , 

カーボンナノチューブ(CNT)の発見以降、さまざまな種類のナノチューブが合成されている。しかしながら、これまでに2種類以上の材料を複合化させた複合ナノチューブの合成に関する報告は少ない。2種類以上の材料を接合させて複合化することにより得られた複合材料は、個々の材料に比べて優れた機能を有することは広く知られている。そこで本研究は、これまでに得られていない新奇なセラミック複合ナノチューブを合成することを目的とした。これまでに、われわれはCNTとSi粉末とを真空中で熱処理することにより、SiCナノチューブの合成に成功している。SiCナノチューブを真空条件を変化させて熱処理することにより、SiC-SiO$$_{2}$$ナノチューブ及びC-SiC-SiO$$_{2}$$ナノチューブの合成に成功した。さらに、カーボンナノチューブとTi粉末とを真空中で熱処理することにより、TiC超微粒子が担持したCNTの合成にも成功した。TiC超微粒子担持CNTを大気中で熱処理することにより、TiO$$_{2}$$超微粒子担持CNTも合成することができた。これらセラミック複合ナノチューブの微細組織観察の結果、SiO$$_{2}$$層はアモルファスであり、TiO$$_{2}$$はアナターゼ相であることが確認された。

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