News
LetterVol.5

20th January, 2019平成28年度—平成32年度

文部科学省科学研究費補助金
新学術領域研究（研究領域提案型）

平成28年度—平成32年度
新学術領域研究

複合アニオン化合物の創製と新機能Mixed Ani nMixed Ani n

CONTENTS
目次

1

巻頭言

2

領域代表より4

研究紹介
超空間制御から完全表面創成まで、複合アニオンという新しい方向性 公募研究 A01 信州大学

是津 信行

5

尿素を固体窒素源に用いたGaN:ZnOの合成と窒化メカニズム解析

公募研究 A01

広島大学

片桐 清文

7

極性錯体分子の異方的集積を利用した一次元金属窒化物の創成

公募研究 A01

熊本大学大学院

大谷亮

9

金属酸水酸化物におけるアニオン組成の精密分析

公募研究 A01

神奈川大学

本橋 輝樹
齋藤 美和
新井 健司

11

特殊なフォノンと複合アニオン化を利用した物性開拓の試み

公募研究 A02

大阪府立大学石井 悠衣

13

複合アニオン型光触媒の光励起ダイナミクス

公募研究 A02

豊田工業大学山方啓

16

梯子型鉄系化合物における複合アニオン化の効果

公募研究 A03

東北大学理学研究科

青山 拓也

18

複アニオン系無機 / 有機複合体を用いた光機能材料の創生

公募研究 A03

新潟大学

由井 樹人

20

光電気化学水蒸気電解と酸窒化物ナノシートの作製

公募研究 A03

熊本大学

伊田 進太郎22

領域ニュース
第 4 回固体化学＆イオニクス（Solid-state & Chemistry: SCI）国際ワークショップ24

ISHA2018 ソルボサーマル・ハイドロサーマル協会国際会議

25

複合アニオン新学術領領域

26

第四回若手スクール

第 4 回複合アニオン公開シンポジウム / 第 5回領域全体会議

32

日本セラミックス協会 第 31回秋季シンポジウム「複合イオン化合物の創製と機能」特定セッション開催報告

33

5th Solid-State Chemistry & Ionics Workshop

34

ファインセラミックスセンター ナノ構造研究所 第25回材料計算セミナー VESTA を利用した三次元可視化と粉末構造解析

36

第1回ヒドリドイオニクス研究会（第 72回固体イオニクス研究会）

37

第 37回固体・表面光化学討論会

39

レクチャーツアー開催報告

40

国際活動支援報告−海外体験記

46

班内・班間留学報告49

アウトリーチ活動報告52

発表論文リスト（ 2018.6-2018.12）

55

受賞報告

62

編集後記

74

News Letter Vol.5

1

巻頭言

新学術領域研究の意義と重要性

評価委員

いうまでもなく我が国の材料や化学の技術は日本の産業の発展とともにあり、その基盤を支えて来たといっても過言

幾原雄一

た原子・電子の構造や状態のナノ計測や解析が必須になってまいります。

ではありません。しかし、その技術がナノテクノロジーに代今世紀に入ってからのナノ計測・解析技術の進展には目表されるように微細化、高度化、精密化されるに従い、こ覚ましいものがあります。本領域では、アニオンの配位・れまでの経験的手法やノウハウを主体とする方法では将来

結合・秩序の可視化を目標に、X 線、中性子回折、電子顕の見通しが立たない状況になっています。この状況を打破し、微鏡法など種々の方法を駆使して、アニオンの配位構造の今後の材料・物質創成の技術をさらに発展させるためには、

みならず、局所的な電子状態まで解析を行うことを計画しサイエンスに立脚した合理的な材料・物質開発が必ず必要ています。また、近年大きく進展しつつある理論計算もタになるでしょう。本領域で提案されている“複合アニオン

イムリーに取り込んでおりますが、特に、第一原理計算は研究”はまさにそのような課題に新しい視点から切り込むチかなりの程度材料の機能特性を理解できるレベルまで進んャレンジングなテーマだと思います。すなわち、従来の酸でいます。このようなナノ計測・解析技術と理論計算を上

化物や窒化物がカチオン中心の材料設計だったのに対して、

手く融合すれば、“どのような物質で、どのようなアニオン

本領域ではアニオンに着目し、アニオンの配位構造を高度を複合化すればどのような機能を材料として発現させるこに制御し、新たな機能を創出しようとする独創的なアプロとができるか？”という予測が可能になるはずです。すなーチを提案しております。このようなアプローチは、我が国

わち、我々は、目的とする材料機能を合理的に創出できるの本分野における学術水準の向上と強化に必ず寄与するこ時代に向かいつつあり、本新学術領域はその試金石、新しとでしょう。また、その中で、物質の根元にまでさかのぼっい学問領域の開拓につながっていくものと確信しています。

2

複合アニオン化合物の創製と新機能

Mixed Ani n

一方、新学術領域では、当該分野の“若手研究者の育成”

化、②独創的で多様性のある新学問領域の開拓、③若手研を大きな目的にしています。本領域では、領域長の陰山先究者の育成の 3 点をいずれも満たしているとともに、研究レ

生はじめ各計画班長も第一線級若手研究者で固めるとともベルが高い上、内容的にも申し分なく、遅かれ早かれ採択に、メンバーにも若手が多く、その中にベテラン研究者をされることは確信していました。めでたく採択された後は直上手く配置し、全体として非常にバランスのとれたメンバー

ぐに、機能、解析および合成の研究者が三位一体となった構成になっています。私自身も、これまでに何回かの領域

横断的な研究チームを組織し、当該分野の一線級の研究者、

会議・シンポジウムに参加させて頂きましたが、若手メン

若手研究者を結集し、既にすばらしい研究成果も出始めてバーを中心に、非常に活発に研究活動をされており、各研います。今一度本新学術領域研究の意義と重要性を改めて究室の大学院生ものびのびと研究を進めているようで、大認識され、各計画班や公募班が効果的かつ有機的に連携し変すばらしい研究環境が構築されつつあるように感じました。

た研究を展開し、メンバー一丸となって、我が国の学術水

このような研究環境・体制の中から、次世代を担う若手研準の向上と強化、独創的で多様性のある新学問領域の開拓、究者が育成されるのでしょうし、私自身それを大いに期待

若手研究者の育成を達成されることを願っています。私は、しています。

一評価委員として、本領域研究の推進を支援するとともに本新学術領域が申請される少し前に、領域代表の陰山先

見守っていきたいと思っております。

生はじめ本領域の何人かのメンバーから申請内容の骨子をお聞かせ頂く機会がありました。上述したように本提案は、新学術推進に必要な条件、①我が国の学術水準の向上と強News Letter Vol.5

3

領域代表より

領域代表

陰山

洋

9 月初旬に小生と林先生、前田先生の 3 人で文部科学省

め、仕方のないことかもしれませんが、合成、解析、機能のにいき、中間審査を受けてきました。採択の通知を受けたどれをとってもまだ手探りな、未熟な状態であることも関係

2016年の 7 月から、常に中間審査のことが気になっていまししているかもしれません。プレゼンテーションの難しさを改た。計画研究、公募研究の皆が一体となって、得体のしれな

めて感じました。言いたいことが山ほどあったのでそれを詰かった複合アニオン化合物のサイエンスに挑んだ結果、革新

め込み過ぎたのも反省点です。いずれにしても有機的な連携的な成果とともに小さな芽を含む様々な新しい成果があがっなくして本領域が全く進まないのは明らかですので、さらにている事実があるため、ある程度自信をもってプレゼンテー

強化しつつ進んでいきましょう。

ションに望みました。質疑応答は概ね順調に進んだと思いまお蔭様で、12月になって文部科学省から A 評価をいただきすが、各自が好きなことばかりやっているだけで共同研究にました。要望としては、上述したさらなる班間の連携強化と全くなっていないという旨の激辛のコメントもありました。

ともに、計算科学の積極的な利用がありました。3 月には一

前回のニュースレターでも書いたように、自発的に共同研究期目の公募研究が終了し、4 月から二期目の公募研究が開始が発生していることが本領域の特徴と考えていたのでかなりされます。新たなメンバーが加わって、残り 2 年間で大きく意外でした。様々な学術分野にはそれぞれのやり方があるた

飛躍できればと願っています。

4

複合アニオン化合物の創製と新機能

Mixed Ani n

研究紹介

超空間制御から完全表面創成まで、複合アニオンという新しい方向性
公募研究 A01 信州大学

是津信行

電気自動車の動力源となるリチウムイオン電池のエまで追求する
ネルギー密度を限界（700～800Wh/L）ためには、現状技術の延長線にはない、新しい材料・技術が必要と言われています。特に、エネルギー密度の向上と安全性対策は相反する課題です。加えて、航続距離 vs 充電時間に関するジレンマの解消には、3 ～5C レベルの急速充電への対応が求められます。これらの課題を全て網羅することは原則極めて困難とされてきました。電解質の固体化（全固体電池）など現行リチ
ウムイオン電池を抜本的にゲームチェンジングする技
術提案もされていますが、内部抵抗や信頼性に関する課題が山積しており、現行リチウムイオン電池と比べ

図1

リチウムイオン電池の劣化模式図て基本性能で劣っています。
図1には、電池劣化の概要図を示しました。図で示す通り、リ単結晶粒子を開発し、一般に用いられる固相法で合成した材料とチウムイオン電池劣化の主たる原因のほとんどが電極 / 電解液界面比較して、急速充放電特性や長期信頼性、安全性が著しく向上すで起こる副反応と密接に関与しています。しかし、従来の電池技[1-7]
例えば、六角柱状一次元 LiCoO2
ることを明らかにしました。

術では、不可逆容量の低減、熱暴走や短絡を見据えた安全対策の結晶では、単粒子測定の結果から430C レート相当の電流密度

多くは、電解液中の添加剤やセパレータが役割を担ってきたと言

下の定電流充放電試験でも、1C レートでの放電容量と比較したえる。一方で、化学反応を用いて所望の組成、厚さ、集合構造（結（図 2）。これは、一次元結晶の側面
容量損失は30% 以下でした

晶状態）をもつ界面を設計し、リチウムイオンや電子をより安全かが {104} 面で覆われていることと関係しています。晶相・晶癖のつ高効率に輸送する反応場の開拓という本質的な課題に対する処制御がリチウムイオンの高速輸送に効果的であることを明らかに方が少なかったように思います。

することができました。そこで、球形に近い多面体単結晶粒子を私たちの研究室では、我々の強みである原子論的結晶育成技術
を基盤技術として、①晶相・晶癖制御、②複合アニオン化表面創
成による、表面状態変化による機能の創発を指導原理とする反応
場構築に取り組んでいます。電子やイオンの高速伝導をもたらす
極と電解液界面におけるリチウムイオンの高効率輸送と脱溶媒和反応制御が可能になるはずです。
①晶相・晶癖制御
上記課題の解決にむけたリチウムイオンや電子を高速に輸送材料開発にむけて、原子論的結晶育成技術を提案し、原料粉から後加工までセラミックス製造工程全体を見直した基盤技術の構築に取り組んできました。溶融塩からの単結晶粒子育成と量子計算を基軸とする粉体合成プロセスを原子論的結晶育成技術と呼称し、Capacity retention

反応場を粒界や界面に形成することができれば、電極内または電

Wire-shaped LiCoO2

1.0
0.8

Commercial
LiCoO2 powder

0.6
0.4
0.2
0

10

100

log(C-rate)

原子論的理解を通して、従来は現象論的扱いに近かった単結晶粒子の形態制御技術の高度化を図っています。リチウムイオン伝導に適した結晶面で覆われた酸化物型リチウムイオン伝導体材料の

図2

六角柱状一次元 LiCoO2結晶の高出力特性

News Letter Vol.55

育成して、晶相・晶癖の効果を検討しました。層状 LiCoO2 結晶

コアレベルスペクトルが検出されました。つまり、置換したフッ素を NaCl フラックスから育成することにより、{104} 面で広く覆わ

はバルク内に拡散せずに、表面層に偏析することがわかりました。

れた切頂多面体が得られました。コイン型ハーフセルにおいて、第一原理計算からも、フッ素アニオンが表面に偏析する方が生成

10C レートに相当する電流密度での急速定電流試験をおこなったエネルギーは低く、さらに表面エネルギーが低くなることを明ら

結果、サイクル数に対する容量維持率変化において顕著な向上がかにしました。その他、FE-SEM 観察の結果、{111} 面で覆われ見られました。これは、平均粒径をサブミクロン径まで小さくした八面体形状の酸化物結晶は、フッ素アニオン置換により稜や頂たこと、粉体を単結晶化したこと、a,b 面が大きく発達した晶癖を点が切頂され、さらに {111} 面には高さ数原子層分のステップがもつことが性能向上の要因と考えられます。加えて、フラックス形成されることがわかりました。比表面積の増加やリチウムイオ

育成した結晶は、サイクル後もその形態に大きな変化は見られま

ンホッピング障壁の低エネルギー化、反応抵抗減少などの複数のせんでした。一方、市販の電池に搭載されている活物質粒子には要因により、負荷特性が著しく向上されました。加えて、サイク亀裂が見られ、粒子が破砕していることがわかりました。活物質

ル特性も向上し、200サイクル後の容量維持率は87% から99%の破砕による導電経路の断線が容量劣化の主要因になっているこ

以上まで増加しました。現在では、硫黄、塩素、窒素など複数のとが考えられます。

アニオンについて、同様に複合アニオン化表面を形成することに成功し、アニオン種に依存した特長が電解液界面での複雑系反応②複合アニオン化表面創成[8]
場で現れることがわかりました。

上記目標を達成するための新材料開発の一環として、複合アニオン化合物に着想した。酸化物や窒化物など既存の無機材料と比べ、複合アニオン化合物では特異な配位構造や結晶構造が得られるため、根源的に異なる革新的機能が現れる可能性が高いと言われています。電解液や添加剤開発で構築されたアナロジーを酸化物結晶表面に応用した、複合アニオン化表面の創成に着想しました（図3）。スピネル型 LiNi0.5Mn1.5O4 結晶をプラットフォームにして開発を進めています。LiF-KCl 混合フラックスを用いて酸素欠
損型 LiNi0.5Mn1.5O4-δ 結晶を再結晶した結果、酸素空孔が F アニ
オンで置換された酸フッ化物を得ることができました。深さ分解

XPS 測定の結果から、表面層から20nm の深さ範囲でのみ、F1s

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]

6

図3

酸化物結晶表面原子数層の複合アニオン化

N. Zettsu, K. Nishikawa, K. Yubuta, K. Sakurai, Y. Yamamoto, Y. Mizuno, S. Oishi, K. Teshima; Journal of Materials Chemistry A 3, 17016 (2015).
N. Zettsu, T. Yoda, H. Onodera, N. Handa, H. Kondo, K. Teshima; CrystEngComm 18, 2105 (2016).
N. Zettsu, K. Teshima; Nature Jobs, December 3, 11 (2015) (This article was originally published in the journal Nature).
T. Kimijima, N. Zettsu, K. Teshima; Crystal Growth & Design 16, 2618 (2016).
T. Kimijima, N. Zettsu, K. Yubuta, K. Hirata, K. Kami, K. Teshima; Journal of Materials Chemistry A, 4, 7289 (2016).
D. Kim, N. Zettsu, Y. Mizuno, and K. Teshima; Journal of Physical Chemistry C 120, 18496 (2016).
H. Shiiba, N. Zettsu, S. Kida, D. Kim, K. Teshima; Journal of Materials Chemistry A 6, 22749 (2018).
D. Kim, H. Shiiba, N. Zettsu, T. Yamada, T. Kimijima, G. S. Santolino, R. Ishikawa, Y. Ikuhara, K. Teshima; NPG Asia Materials, 9, e398 (2017).

複合アニオン化合物の創製と新機能

Mixed Ani n

研究紹介

尿素を固体窒素源に用いた GaN:ZnO の合成と窒化メカニズム解析
公募研究 A01 広島大学

片桐清文

地球規模でのエネルギー危機が到来するのは確実視されており、約60年後には採掘可能な石油は枯渇すると言われている。ここで太陽光エネルギーが次世代エネルギーの本命であることは論を俟たないであろう。太陽光エネルギーを直接電気エネルギーに変換する太陽電池は有力な候補であるが、太陽光は地域、季節、天候、時間帯などによってその強度は大きく変動する。ゆえに太陽光エネルギーを化学エネルギーとして貯蔵し、必要な時に必要な分だ

図1

Zn-Ga LDH と尿素を用いた GaN:ZnO 合成の模式図

け取り出せる系を構築することは喫緊の課題である。しかし、現在主流の水素製造法は化石燃料を用いた水蒸気改質であり、化石燃料の使用削減に本質的には繋がっていない。したがって、化石使して分析を行っており、それらを含めて、これまでの研究成果

燃料を用いない水素製造法の確立が急務となっており、光触媒をを紹介する [7]。

用いた水分解反応によって直接水素を取り出す技術への期待が大前駆体となる Zn-Ga LDH は液相プロセスで容易に合成できる。

きくなっている。酸化チタンなどの酸化物光触媒の多くは紫外光

Zn-Ga LDH に尿素を加えて混合して N2 雰囲気下で焼成することに活性を示すが、地球に降り注ぐ太陽光エネルギーのうち、紫外で GaN:ZnO の合成を行った。まず、焼成時間を4 時間、Zn-Ga

光はわずか数 % に過ぎない。すなわち、太陽光エネルギーの過半

LDH 中の Ga と尿素のモル比を1:3に固定し、焼成温度について検を占める可視光で水の完全分解が可能な光触媒材料の開発が必要討を行った。図2に示した XRD 測定結果によれば、いずれの温度である。ここで、光触媒となる物質を構成するアニオンが酸素だ

でも GaN:ZnO が生成しているが、700℃よりも低い条件においてけの酸化物に代えて、酸素と窒素の双方をアニオンとして含む酸

は、副生成物として ZnCN2 が生成していた。したがって800℃以窒化物とすることで、バンドギャップが小さくなり、可視光応答

上の焼成温度が単相合成に必要であることが分かった。ここで、が可能になることが知られている。なかでも、GaN と ZnO の固溶

ZnO と GaN は同型の結晶構造をもっており、その固溶体である

体 GaN:ZnO は、可視光照射で水の完全分解が可能な安定な光触GaN:ZnO の回折ピークは ZnO と GaN それぞれの回折ピーク位置媒として、本研究領域の前田らによってはじめて報告された物質の間に現れる。メインピークである101回折の位置に注目すると、[1]である 。GaN:ZnO は Ga2O3 と ZnO の混合粉末を前駆体として、焼成温度が上昇するにつれて広角側の GaN の方へピークがシフト

NH3ガス気流下で焼成して合成するのが一般的であるが、NH3ガしていた。これは焼成に伴って Zn が揮発しているためであると考スは毒性が極めて高く、安全性の面で懸念がある。また、固相反えられる。次に、Zn-Ga LDH 中の Ga と尿素の混合モル比につい応であるため、得られる固溶体において組成にムラが生じやすい
ことも課題の一つである。一方、我々はこれまでに液相プロセス
によって様々な無機ナノ複合材料の開発を行ってきた [2-4]。液相プ
ロセスは複数の構成元素を原子レベルで均一に混合することに関しては固相プロセスより有利であることから、液相プロセスを活用し、さらに安全な固体窒素源を用いた GaN:ZnO の新規合成法。
の開発に大きな意義があるとして本研究課題の着想に至った（図1）
を液相法で前駆体として Zn-Ga 層状複水酸化物（Zn-Ga LDH）
合成して用いることで組成ムラを低減し、窒素源には低毒性で安価な尿素を用いることで簡便かつ安全な GaN:ZnO の合成法の開発を目指して研究を遂行している。これまでに尿素を窒素源とした酸窒化物合成の前例 [5,6] はあるものの、その反応メカニズムについては十分には明らかにされていない。そこで、尿素を窒素源とする GaN:ZnO 形成の反応メカニズムについても各種分光法を駆

図2

種々の温度で Zn-Ga LDH と尿素を焼成した試料のXRD パターン（○ : GaN:ZnO, ▽ : ZnCN2）News Letter Vol.5

7

て検討したところ、1:3が適当であり、これよりも尿素比が少ない

された（図4）。Q-MS 測定によれば、600℃付近で CO と CO2 の場合には ZnGa2O4 、多い場合には ZnCN2 が副生することが分か

放出が認められた。また FT-IR 測定においては、中温度領域におった。得られた GaN:ZnO の TEM-EDX 測定によれば、GaN:ZnO

いて、ZnCN2 中の N-C-N 結合に帰属されるピークが見られ、これ中の Zn と Ga の組成は場所によらず充分に均一であった（図3）。

が高温域で消滅することも分かった。これらの結果から、本系にしたがって、Zn と Ga の組成ムラの少ない GaN:ZnO の合成が達おいては尿素が熱分解して生じる NH3 が窒素源となるのではなく、LDH の崩壊と尿素の分解に伴って、まず ZnCN2 が反応中間体と成できた。
ここで、尿素の熱分解について考えると、通常、尿素は約140して生成し、高温域でこれが分解して CO2 を放出するとともに、℃で NH3 と HCNO、あるいは H2O と H2CN2 に分解することがその段階ではじめて Ga と N の間に結合が生じて GaN:ZnO を形成

知られている [8]。従来の尿素を用いた酸窒化物合成の報告 [5,6] ですることが明らかとなった。

は、熱分解によって生じた NH3によって窒化が起こっていると推上記の手法で得られた GaN:ZnO の微細構造は、現在、計画研論しているが、本系においては GaN:ZnO の生成温度（600 ℃以

究 A02野田グループや公募研究山方グループの協力のもと、固体上）を勘案すると、N2フロー条件でその温度域まで熱分解で生じ

NMR 測定、時間分解赤外分光測定などで解析をすすめており、た NH3が残存しているとは考えにくい。そこで、Zn-Ga LDH と尿従来法で合成した GaN:ZnO と大きな違いを示唆する結果が得ら

素の混合物を100～800℃の範囲で種々の温度で熱処理した試料れつつある。光触媒活性も A03前田グループとともに評価をしての XAFS 測定を行った。Zn の EXAFS 測定における第一配位圏ピおり、今後、各種の窒素源を用いた酸窒化物合成において、それ（CN2）のークでは、200℃で LDH の Zn-O 由来ピーク位置から Zn

らの窒化メカニズムと生成物の微細構造や機能との関係性につい

Zn-N 由来ピークと GZNO の Zn-O, N 由来ピークの位置へのシフて明らかにしていきたいと考えている。さらに対象とする酸窒化トが観察された。これより尿素が熱分解して生じた窒素種は Ga で物をペロブスカイト型酸窒化物などにも拡張し、固体窒素源を用はなく、まず Zn と結合することが分かる。次に Ga の EXAFS 測

いた酸窒化物合成に関する学理構築を目標に研究を推進し、領域定において、LDH の Ga-O 結合由来ピークは熱処理温度が200℃に貢献していきたい。

に達するまでに消失し、Ga2O3の Ga-O 結合ピーク位置へとシフト

なお、本稿で紹介した成果は計画研究 A01鱒渕グループ、A03

し、600℃まではこの位置を維持した。その後、700℃となっては

前田グループ、A03内本グループとの共同研究によるものである。

じめて Ga-N 結合の生成を示唆するピークの長距離シフトが観察

図3

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]

8

合成した GaN:ZnO の TEM 写真と各スポットでの EDX 結果

図4

Zn-Ga LDH と尿素を各温度で熱処理した試料と参照
物質のフーリエ変換 Ga-K エッジ EXAFS スペクトル

K. Maeda, K. Domen et al., J. Am. Chem. Soc. 127 (2005) 8286–8287.
K. Katagiri et al., ACS Appl. Mater. Interfaces 5 (2013) 10240–10245.
K. Katagiri et al., Angew. Chem. Int. Ed. 55 (2016) 11549–11553.
K. Katagiri et al., NPG Asia Mater. 9 (2017) e355.
A. Gomathi et al., J. Solid State Chem. 182 (2009) 72–82.
Q. Gao et al., Small 7 (2011) 3334–3340.
K. Katagiri, T. Uchiyama, Y. Uchimoto, K. Maeda et al., Inorg. Chem. (2018) DOI: 10.1021/acs.inorgchem.8b02498.
S. Podsiadło, et al., Thermochim. Acta 256 (1995) 367–373.

複合アニオン化合物の創製と新機能

Mixed Ani n

研究紹介

極性錯体分子の異方的集積を利用した一次元金属窒化物の創成
公募研究 A01 熊本大学大学院 大谷本研究グループでは、分子ユニットとして五配位アニオン性錯
2-

①

亮

アルキル長鎖有するカチオン [dabco-CnH2n+1]+ を用いて、両体 [MN（CN）4] （M = Mn, Cr）
を用い種々のカチオンと組み合わ（CN）4][dabco-CnH2n+1]（n親媒性錯体分子 [MnN
= 15, 16, 17,
2せることで機能性物質科学を展開している（図1）。カチオン種を18）を合成した。単結晶構造解析より、すべての化合物において適切に選択することで、両親媒性分子といったソフトマテリアル、

金属錯体と水分子で親水部、アルキル長鎖が鎖間の疎水性相互作

シアノ架橋ネットワーク構造有する二次元シート型配位高分子、用によってパッキングした疎水部を形成していることが分かった。

更には、複合アニオン化合物の仲間入りを果たすべく鋭意研究（CN）4]2- の疎水部を形成しているアルキル鎖の長さにより [MnN

中のナイトライド架橋構造有する一次元鎖型配位高分子などを合対角線上のシアノ基間の配位結合角度が異なっていることが明ら成することができる。シアノ架橋配位高分子には、自然界にも存かとなった。疎水部の異なるパッキング構造が摂動となって、親在するプルシアンブルーや100年以上の歴史があるホフマン型化（N）（CN）4]2- の構造変化をもたらしたと言える結果で水部の [Mn

3-（CN）6] や平面四配位錯体 [Pt（CN）
合物があり、六配位錯体 [Fe2-] が分子ユニットとして活発に研究されてきた。一方で、我々が42-ある。続いて、固体状態の電気化学測定から、それぞれの金属（V）/Mn（VI）の酸化還元電位について詳細
錯体の分子構造と Mn（CN）4] （M = Mn, Cr）
着目している五配位アニオン性錯体 [MNに検討したところ、シアノ基間の角度が小さくなるにつれて電位は1998年に報告された比較的新しい分子である [1]。中心金属イが上昇するという相関関係を見出した（図 2）。1975 年に Roald

オンの電荷が五価と高原子価錯体であるため、香港のグループ

Hofmann が五配位傘型錯体の配位結合角度変化と配位子場分裂

[2]

“傘”
の
は均一系の有機金属触媒として研究している 。我々は、ダイアグラムについて報告している [3]。構造が変わっても HOMO

ようなユニークな分子構造であることに着目し、固体中での柔軟の dxy のエネルギー準位は変化せず、すなわち、酸化還元電位の性に基づいた機能特性がでるのではないかと考え、研究を進めて変化には異なる原因が存在することになる。そこで、酸化還元前

きた。複合アニオン化合物として研究している極性一次元鎖物質

後の分子構造を DFT 計算から検討したところ、酸化還元による

C2[MN（CN）4（] C = K, Na, Li）は、ある意味で分子構造の面白さ

Mn（V）と Mn（VI）間の構造相転移のエネルギーの違いを反映してを100% 引き出している化合物だと思っており、特に強誘電性ないることが明らかとなった [4]。

どの“極性”に着目した機能が出せると期待している。今回は、
極性一次元鎖物質にたどり着くまでの試行錯誤の中で得られた、①分子としての電気化学特性、②二次元配位高分子の異方的熱膨張挙動について述べ、最後に③極性一次元鎖物質について本新学術の力で明らかになってきたことについて紹介する。

図1

錯体ユニットの構造と特性

図2

両親媒性分子の結晶構造と [MnN
（CN）4]2- の分子構造と酸化還元電位の相関News Letter Vol.59図3

二次元配位高分子の結晶構造と配位構造ひずみに基づいた熱膨張メカニズム[Mn（salen）]+ 錯体と [MnN（CN）4]2- を組み合わせることで、

1・H2O は赤色、2・3H2O および 3・3H2O は青紫色であった。

（（[Mn（salen）]2[MnN（CN）] solvent = H2O, MeOH,
4 solvent）

この色の違いは、CN- の角度と、N3- との結合距離の違いを反映し

MeCN）の組成式で表される二次元配位高分子が得られた。[Mn

た、異なるエネルギーの d-d 遷移に由来するものであると考えて

②

+

2-

（salen）] ユニットのアキシアル位に [MnN
（CN）4] のシアノ基がいる。1・H2O の単結晶試料を用いたインピーダンス測定から、配位、架橋することで構築されるジグザグシートが積層した構造

一次元鎖間に取り込まれた水分子によるプロトン伝導性を示すこ

2-（CN）4]を有していた。合成する際に用いる溶媒分子が、[MnNとが分かった。プロトン電導度は、室温で1.47×10-5S/cm であっユニットの六番目のサイトに配位することでシートを修飾し、ジた。現在、脱水状態での構造解析と骨格の強誘電性の検討を行っ

グザグ角度の異なるシート構造を形成した。100K から400K までている。

の構造解析によりそれぞれの熱膨張挙動について調べたところ、

今後は、プロトン伝導の整流性といった極性構造を生かした機M = MnN, MnN（MeOH）体はジグザグシートが収縮した面内の能開拓を行っていくと同時に、中心金属を Cr に変えることで磁気を示したが、M = MnN（MeCN）体は膨張し負の熱膨張（NTE）

的性質の発現を狙い新規複合アニオン型一次元窒化物の合成を行を示した。全ての化合物の構造変化について詳
正の熱膨張（PTE）っていく予定である。

細に検討することで、熱膨張現象の起源が、骨格の節にある [Mn（salen）]+ ユニットの“配位構造ひずみ”であることを見出した（図3）。熱により、ひずみを減少させるように salen 配位子が回転することでジグザグシートの構造変化が生じ、“ひずみの方向”の違いを反映して正と負の真逆の異方的熱膨張挙動が発現していることが明らかとなった [5]。
③

サイズの小さいアルカリ金属をカチオンとすることで、ナイ（CN）
トライドアニオン架橋による一次元鎖構造有する C2[MN
4]（C = K, Na, Li）を合成することに成功した。単結晶構造解析か（CN）4]・H2O（1・H2O）
および Li2[MnN（CN）4]・3H2O
ら K2[MnN（3・3H2O）は一次元極性構造を有していた一方で、Na2[MnN（CN）4]・3H2O（2・3H2O）は極性を打消しあった構造であった。
また、一次元鎖間には水分子が取り込まれていた。得られた極性構造については、SHG 測定からも確かめられた。また、特に 1 の状態密度計算により一次元鎖方向に3.8eV のギャップ有するバン。試料の色に着目すると、
ド構造ができていることが分かった
（図4）

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]

10

K. Wieghardt et al, Inorg. Chem. 1998, 37, 1767.
T. C. Lau et al, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 7680. など
R. Hoffmann et al, Inorg. Chem. 1975, 14, 365.
R. Ohtani et al, Dalton Trans. 2017, 46, 3749.
R. Ohtani et al, Inorg. Chem. 2017, 56, 6225; R. Ohtani et al, Inorg. Chem. 2018, 57, 11588.

複合アニオン化合物の創製と新機能

図4

ナイトライドアニオン架橋による一次元鎖構造とバンド構造

Mixed Ani n

研究紹介

金属酸水酸化物におけるアニオン組成の精密分析
公募研究 A01 神奈川大学
本 研 究 グ ル ー プ で は、複 合 ア ニ オ ン 化 合 物 と し て 酸 化
2-

-

本橋

輝樹 , 齋藤美和 , 新井健司

O2- 含有量変化の可能性を排除することができないため、TG 測物（O ）と 水 酸 化 物（OH ）が 共 存 す る「金 属 酸 水 酸 化 物

定時に脱離ガス分析を行うことが望ましい。熱天秤と四重極型（oxyhydroxides）」に着目している。酸水酸化物は古くから知

質量分析計（Q-MS）を組み合わせた TG-MS が市販されており、（OH）はその優れた化学安定性られる化合物であり、例えば AlO

この手法を用いれば脱離ガス分析が可能である。しかし TG-MSや粒径制御の容易さから触媒担体などに広く応用されている。

には、質量分析法が定量性に乏しい、Q-MS が差動排気を必須

この例からもわかるように、酸水酸化物は機能性無機材料としとするため分析時雰囲気に制限がある、などの弱点がある。

て認知されているが、学術の対象として未熟なのが現状である。

本研究では、新たな熱重量・ガス組成同時分析法として、TG

その理由の一つとして、二つのアニオン O2-/OH- の含有量を精とガスクロマトグラフィ（GC）を組み合わせた“TG-GC”の開発

密分析することが困難であることが挙げられる。酸水酸化物にに取り組んでいる。装置概念図を図1に示す。流量制御したガス

おいて機能性材料の探索研究を行うには化学組成の決定が必須

を高気密性の熱天秤へ流し、試料室から流れ出てくる反応ガス2--であることから、我々は O /OH 含有量の精密分析法の確立を研（マイクロ GC）
で連続分析する。マイクロ GC
を高感度・高速 GC

究目標に設定した。

は一回の分析（計測・解析）
を2分以内で完了するため、ガス組成

一般に、酸水酸化物のアニオン組成は熱重量（TG）分析により調べられている[1,2]。酸水酸化物試料を乾燥雰囲気中で加熱すると、試料中の水酸化物イオンが水分子として脱離する（下式）。

の経時変化を比較的細かく測定することができる。例えば、毎分5℃で昇温しながら2分間隔でガス分析を行えば、10℃刻みで脱離ガスの組成を調べることが可能となる。原理上 GC は Q-MS に比べてガス定量性が高く、脱離ガス量と熱重量変化を関係付けら

MO（
x OH）
y → MOx+y/2 + y/2 H2Oれるのが特徴である。標準試料での分析例を図2に示す。酸化銅の熱還元反応：2CuO → Cu2O + 1/2O2の TG-GC 分析において、

このときに起こる重量減少から TG 分析前の試料の OH- 含有量

重量変化に対応した酸素ガス放出が観測されている。酸素ガス流を計算することができる。しかしながら、もし試料が価数変化量を積算して見積られた酸素生成量は試料重量から予想される値

しやすい遷移金属などを含んでいる場合は酸化還元反応によるの98% となり、高い定量性を確認することに成功した。

図1

TG-GC の装置概念図
図2

酸化銅 CuO の熱還元反応時の TG-GC 分析結果 .
（上）TG 図 ,（下）GC 図

News Letter Vol.5

11

ここでは酸水酸化物における TG-GC の分析例として、プロト[3]

800℃以上でそれぞれ重量減少が見られ、このうちはじめの2段（ZnxNb1-x）O（を紹介する。Ba
ン伝導体 Bay OH）
z における結果

階が水の脱離によることが GC データによって明らかになった（最（ZnxNb1-x）O3-δ（1/3 ≦ x ≦ 2/3）はペロブスカイト型酸化物であ

後の重量減少は化学吸着した CO2に由来すると考えられる）。昇り、B サイトの Zn2+/Nb5+ 比に応じて酸素欠損量 δ が変化する（δ

温時において水が多段階脱離するのは、物理／化学吸着した水=（3x-1）/2）。酸素欠損量が多い試料は大気中の水分を取り込み

分子、および結晶格子中 OH- イオンの3種類の形態で存在するた酸水酸化物へと変化し（図3）、約400℃の湿潤雰囲気下で高い電めだと考えている。各試料について含水量を分析したところ、

気伝導度を示すことが明らかになっていた。TG-GC 分析の結果

酸素欠損量 δ が増加するとともに OH 量 z が増大する傾向が見ら（2）500℃、（3）を図4に示す。TG データにおいて（1）200℃以下、

れた。

図3

Ba（ZnxNb1-x）O3-δ における含水反応による酸水酸化物の形成

図4

Ba（Zn2/3Nb1/3）O2.5（δ = 0.5）試料の熱重量・ガス組成同時分析（TG-GC）データ

TG-GC は酸水酸化物の二つのアニオン O2-/OH- を定量するの簡便に熱重量・ガス組成同時分析を可能としている。また、GCに有効であることが確認された。現在、実験装置の改良や分析は質量数がほぼ同じ N2と CO を区別できるため、窒化物や酸窒条件の最適化によって GC の定量性向上を目指している。高価で化物の熱分析にも有効である [4]。将来的には、さまざまな複合ア

取扱いの難しい TG-MS に比べて、我々の TG-GC は安価でかつニオン化合物の分析法として発展させたいと考えている。

[1]
[2]
[3]
[4]

12

M. Matvejeff, M. Lehtimäki, A. Hirasa, Y.-H. Huang, H. Yamauchi, and M. Karppinen, Chem. Mater. 2005, 17, 2775.
T. Motohashi, B. Raveuau, V. Caignaert, V. Pralong, M. Hervieu, D. Pelloquin, and A. Maignan, Chem. Mater. 2005, 17, 6256.
M. Saito, K. Arai, N. Uekusa, N. Tominaga, and T. Motohashi, in preparation.
S.-K. Sun, T. Motohashi, Y. Masubuchi, and S. Kikkawa, J. Eur. Ceram. Soc. 2014, 34, 4451.

複合アニオン化合物の創製と新機能

Mixed Ani n

研究紹介

特殊なフォノンと複合アニオン化を利用した物性開拓の試み
公募研究 A02 大阪府立大学 石井悠衣

電子のもつ3つの側面—スピン、電荷、軌道—の秩序相と、そ構造不安定性は拮抗している。原子変位ベクトルの解析によるの抑制によって現れる量子臨界点（QCP）近傍での非従来型超伝と、後者2つのモードの既約表現はそれぞれ K2, M2である。酸素

導は、凝縮系物理の主要テーマとして注目を浴び、現在も活発な

原子の変位に関し、2つのモードは、挿入図右に示すような共通研究が続けられている。絶対零度での相転移では、量子揺らぎの原子変位パターンを持つ。すなわち、AlO4四面体を c 軸方向にがその駆動力であり、QCP 近傍の超伝導相は、スピンや電荷な連結する酸素（O1）は xy 面内を周回し、面内の3つの酸素（O2）は、

どの揺らぎに伴ってそれらが出現するというシンプルな描像を我々

主に z 方向に振動する。四面体中央の Al 原子の変位は非常に小さに示している。一方で、固体中のもう1つの重要な量子であるフい。2つのモードの違いは、主にこれらの酸素原子の変位のタイ

ォノンの“揺らぎ”とは何を指すのかに注目した研究は少数である。

（b）（
ミングによって生じている。図2, c）は、それぞれのモード

スピンや電荷の秩序化が磁気転移や CDW 転移などに対応するにおいて、酸素原子が最も近づくときの原子変位の様子を示しのに対し、フォノンの秩序化は構造相転移に対応する。本研究では、充填トリジマイト型酸化物 BaAl2O4の構造相転移と、その抑制によって生じる「構造揺らぎ」に注目して研究を行ってきた [14]。この物質では、ソフトモード（低エネルギーフォノン）の凝縮を伴う構造相転移が、元素置換によって抑制された結果、構造不安定性が解消されない構造的に揺らいだ状態が、広い組成範囲で出現する。放射光粉末 X 線回折による構造解析の結果からは、
これらの組成では少なくとも15K まで構造相転移が起こらない。
つまり、ソフトモードの秩序化が絶対零度付近まで抑制された領域での、フォノンの挙動を調べる格好の舞台となっており、最近急速に関心が高まっている、ペロブスカイト型酸化物強誘電体で見られる量子常誘電性 [5] とも、何らかの共通点を見いだせ
るのではないかと期待している。
本新学術領域においては、こうした構造揺らぎを示す物質に対し、複合アニオン化を利用することで、構造の量子臨界性と電気伝導性を併せ持つ、新規化合物の創製を目指している。複合アニオン化に関してはまだ道半ばだが、本稿では、BaAl2O4の示す特殊な構造相転移 [1] について紹介する。

BaAl2O4は、AlO4が頂点共有により連結したネットワーク構
造を有す、TC = 450K の間接型強誘電体である。高温相の空間群
は P 6322であり、図1（a）挿入図に示すように、AlO4が c 軸方向に真っ直ぐ連結している。この AlO4の連結角度は TC で折れ曲がり、2a × 2b × c の低温相（空間群 P 63）に構造相転移する。同時に Ba イオンがわずかにシフトすることで、強誘電性が発現する。
（a）中に矢第一原理計算によりフォノン分散を調べると、図2
印で示すように、青、赤、黒太線で示した3つの音響モードのうちの1つが Γ-A, K, M で虚数周波数を示していることがわかる。
つまり、この物質は3つの構造不安定性をもつ。これらのうち

Γ-A の構造不安定性は K, M に比べて小さい。一方で、K, M での

図1（a）BaAl2O4 の相図。白丸は放射光粉末 X 線回折 ,黄色ダイヤは放射光単結晶 X 線回折により求めた TCを示す。青三角、白抜き三角は、それぞれ粉末 X 線
回折（Cu Kα）により求めた構造相転移温度（Ts1 および Ts2）。（b）高温相（P 6322）と、構造相転移によって生じる中間相・低温相の単位胞の関係。

News Letter Vol.5

13

ている。K2モードでは M2モードより AlO4四面体の歪みが大きく、乱強度が、M 点での散漫散乱強度と同様の温度依存性を示す点

O1と O2原子が接近している。すなわち、これら2つのモードは、である。すなわち、TC での散漫散乱の発散的な増大が、M 点 , K（a）に示されるように同程度の不安定性
力の定数を考えると図2

点ともに観測される（図3（c,d））。散乱強度はフォノン周波数のを示すが、K2モードでは M2モードに比べ、O 原子同士のクーロ

自乗に反比例するため、この散乱強度の発散的増大は、2つのモン反発力がより大きくなっている。このため、最終的には M2モードが TC でともにソフト化していることを意味する。本物質のードが凝縮し、a, b 方向に2倍の大きさの単位胞をもった低温相

ように2つのモードが同時にソフト化する物質はこれまで知られ（P 63, 2a 構造）に構造相転移する。

ていない。

フォノンの観測には X 線や中性子非弾性散乱が用いられるのがBaAl2O4が複数の構造不安定性を示す要因は、隙間の多い骨格

一般的だが、フォノン周波数が十分低い場合には汎用の電子回構造にあると考えられる。つまり、AlO4四面体が骨格構造を作

折や放射光による単結晶 X 線回折においても熱散漫散乱として観るこの結晶構造において、Ba 原子と周囲の原子（Al や O）との軌測される。これらにおいてフォノンは、その散漫散乱が観測さ道同士の相互作用は小さい。このことが、AlO4のフレキシブル（a）は、れている逆格子点に対応した波数ベクトルを持つ。図3な振動を可能にし、複数の構造不安定性を生じる要因となって

BaAl2O4の電子回折パターンに見られる特徴的な散漫散乱を示いると考えられる。同程度の構造不安定性を有す K2モードと M2す。通常、フォノンが関与する構造相転移は、1つのフォノンのモードは、TC で同時にソフト化するものの、AlO4四面体の大きソフト化を伴う。これを本系にあてはめると、構造相転移は M2な歪みを伴う K2モードは凝縮できない。その結果、M2モードがモードの凝縮によって起こるので、散漫散乱は M 点でのみ観測

最終的に凝縮し、構造相転移が起こる。

（a）に示すように K 点においされることになるが、本系では図3ても散漫散乱が観測される。特筆すべきは、この K 点での散漫散以上のように、本稿では、間接型強誘電体 BaAl2O4において、

図3
図2

14

（a）第一原理計算によって求めた BaAl2O4（P 6322）のフォノン分散。挿入図は第一ブリルアン・ゾーン、
右挿入図は、AlO4 四面体の原子変位パターンの模式図を示す。（b）K2 モード ,（c）M2 モードにおいて、O原子が最も近づくときの原子変位の様子。

複合アニオン化合物の創製と新機能（a）453 K,（b）353 K における BaAl2O4 の電子回折パターン（[001] 入射）。（a）では、K, M 点に散漫散乱が見られている。TC 以下で M2 モードは凝縮し、（b）に示すように超格子反射として発達する。（c）K点、（d）M 点での散漫散乱強度の温度依存性。放射光を用いた単結晶 X 線回折（SPring-8, BL02B1, 25kev）により調べた。

Mixed Ani n

2つのフォノンモードが TC で同時にソフト化するという、他に類まで限定的ではあるが、逆に未知の開拓領域が多く残されていを見ない構造相転移が見られることを紹介した。それでは、K2

るとも言える。共同研究を通して様々な先生方の知恵を拝借しモードはただ衰退するだけなのだろうか ? また、図1（a）の相図ながら、現在、そうした化合物を広く視野に入れて複合アニオ（a）の緑でに戻って考えると、構造相転移が抑制された領域（図1

ン化を進めているところであり、引き続き特徴的なフォノンが示した領域）は、これらの構造不安定性を抱えたままの状態にな主役となるような物性開拓を進めていきたいと考えている。

っており、冒頭に挙げた量子常誘電性との関連性が潜んでいるように思われる。特徴的なフォノンを利用した物質研究はこれ

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]

Y. Ishii et al., Phys. Rev. B 93 (2016) 134108.
Y. Ishii et al., Sci. Rep. 6 (2016) 10154.
S. Kawaguchi, Y. Ishii et al., Phys. Rev. B 94 (2016) 054117.
Y. Ishii et al., Phys. Rev. B 94 (2016) 184106.
C.W. Rischau et al., Nat. Phys. 13 (2017) 643.

News Letter Vol.5

15

研究紹介
複合アニオン型光触媒の光励起ダイナミクス
公募研究 A02 豊田工業大学 山方【研究目的】

啓

赤外域の過渡吸収を同じ条件で測定することで自由電子やトラッ

近年、金属酸化物に窒素や硫黄、ハロゲンなどの異種アニオ

プ電子、トラップ正孔の減衰過程を独立に調べることができる。

ンを加えて調製した複合アニオン材料が新しい可視光応答型光さらに、吸収される光のエネルギーから電子トラップ準位の深さ

触媒材料として注目されている。しかし、複合アニオン材料は、を評価することができる。したがって、この分析手法を用いて様々

酸素欠損などのアニオン欠陥が形成しやすいことが問題である。

な方法で合成された複合アニオン材料における光励起キャリアー

アニオン欠陥は電子を深くトラップして電子の反応活性を低下の動きを解析することができる。

させる。そこで、本研究では、窒化条件や前駆体の種類、助触媒の担持によって酸素欠損による電子トラップ準位の深さがど【測定例１: アナターゼ型、ルチル型、ブルッカイト型酸化チタンのように変化するかを明らかにすることで、深い欠陥準位を形

粉末の違い】

成しない合成条件の探索に貢献することを目的としている。

まず、光触媒として最も良く用いられて来た TiO2のルチルとアナターゼ、ブルッカイトの反応活性が異なるメカニズムを調べた。一般にアナターゼはルチルより高い還元活性を持ち、ルチルはアナターゼより高い酸化活性を有しているが、その原因はよく分かっていなかった。そこで電子と正孔の挙動を調べる
ことで活性が異なる原因を明らかにした [2]。
時間分解測定の結果、アナターゼの中で励起された自由電子はミリ秒以上の長い寿命を有しているが、ルチルの場合には数ピコ

複合アニオン型光触媒は酸素欠損が形成されやすい。この酸素欠損は電子を深くトラップする。これが定常反応活性を向上させる上で最大の足かせとなっている。

秒で深い欠陥サイトにトラップされることが分かった。深くトラップされた電子は反応活性が低い。したがってアナターゼはルチ
ルより高い活性を有していることが分かった。一方、電子が深く【時間分解可視近赤外中赤外分光法を用いた光励起キャリアーのトラップされると動きが遅くなり、正孔と再結合する確率が低下

エネルギー状態】

する。その結果、正孔の寿命はアナターゼより、ルチルの方が長

我々は、アニオン欠陥における光励起キャリアーの挙動を調べいことが分かった。水の酸化のような多電子酸化反応では、光触るために、フェムト秒から秒の時間領域で可視から中赤外領域の媒粒子の中に残存する正孔の数が反応活性を支配する。したがっ[1]

時間分解分光測定を行うことができる装置を開発した 。図に示てルチルの方がアナターゼより高い酸化活性を示すことが分かっすようにバンドギャップを励起して生成した自由電子はバンド内た。一方、ブルッカイトはしばしばアナターゼより高い光触媒活遷移に帰属される吸収を中赤外域に与える。一方、トラップ電子性を有することが報告されている。時間分解測定の結果、ルチル

はトラップ準位から伝導帯への電子遷移に帰属される吸収を可視と同様ブルッカイトの場合にも光励起電子は数ピコ秒で欠陥にトから近赤外域に与える。また、トラップ正孔は主に可視域に特徴ラップされ、正孔はアナターゼより長い寿命を有することが分か的な吸収を与えることが分かっている。したがって、可視から中った。しかし、欠陥の深さはルチルほど深くなく、電子は比較的

光触媒のバンドギャップを励起して生成した自由電子とトラップ電子、正孔が与える典型的な過渡吸収スペクトル [1]アナターゼ、ルチル、ブルッカイト TiO2の電子と正孔の挙動 [2]16

複合アニオン化合物の創製と新機能

Mixed Ani n高い還元活性を維持していた。これらの相乗効果によりブルッカ

在下とはいえ高い定常反応活性を示したと考えられる [3]。

イトは高い活性を有することが分かった。

また、前田らは和光純薬から購入したルチル粉末に、（NH4）

TiF6を混ぜて窒素とフッ素を同時にドープすると、混合する（NH4）2【測定例2: 窒素ドープルチル型 TiO2の活性向上（A01計画班・
前田との共同研究）】

TiF6をルチル粉末の重量比15%（C=15）の時に活性が最も向上

2し、それ以上フッ素をドープすると活性が逆に低下することを見

窒素ドープ酸化チタンは、可視応答型光触媒として良く用いらいだした。時間分解測定の結果、フッ素（C=15）をドープすると、れる材料である。しかし、先に述べたように調製時に酸素欠陥が7000cm-1 付近に観測される深いトラップ電子の吸収が4000～

できやすく、電子の反応活性が低下することが問題であった。実

3000cm-1 にシフトし、電子トラップ準位が浅くなることが分際に、水熱合成法で調製したルチル型酸化チタン粉末をアンモニかった。しかし、さらにフッ素をドープすると（C=50）、これがア気流下773K で処理し、窒素をドープすると～530nm までの6000～5000m-1 にシフトし、トラップ準位が再び深くなること

可視光を吸収する。しかし、IO3- や Fe3+ などの電子アクセプタが分かった。すなわち、共ドープするフッ素の量によって電子ー存在下でも酸素が発生しない。窒素をドープしていないルチル

トラップ準位が変化することを明らかにした [4]。

型酸化チタンは高い酸素生成活性を示すので、これは窒化時に酸素欠陥が生成したためであると考えられる。しかし、前田らは、
水熱合成の際に Ta をドープしてから窒化すると、酸素生成活性が劇的に向上することを見いだした。そこで、この活性向上のメカニズムを明らかにするために、時間分解分光観察を行った [3]。
その結果、ルチル型酸化チタンに窒素をドープした試料では、

20000～3000cm-1に強い吸収が出現し、大部分の電子は深くトラップされていることが分かった。しかし、Ta を共ドープした試料では、この深くトラップされた電子の吸収が減少し、代わりに、2000cm-1以下に信号を与える浅いトラップ電子の数が1桁以上増加していることが分かった。浅いトラップ電子は深いトラップ電子よりも反応活性が高い。その結果、電子アクセプター存

N と Ta をドープした酸化チタンにおける
浅いトラップ電子の再結合寿命 [3]

和光純薬のルチル型酸化チタンに窒素をドープして紫外光レーザーパルスを照射して測定した時間分解吸収スペクトル。
（a）窒素のみドープ、（b）窒素とフッ素を共ドープ（（NH4）2TiF6をルチルに対して重量比15%混合）。
（c）窒素とフッ素を共ドープ（（NH4）2TiF6をルチルに対して重量比50%混合）[4]。

[1] A. Yamakata, M. Kawaguchi, N. Nishimura, T. Minegishi, J. Kubota, K. Domen, J. Phys. Chem. C, 118, 23897 (2014).
[2] A. Yamakata, J. M. Vequizo, H. Matsunaga, J. Phys. Chem. C, 119, 24538-24545 (2015). J. M. Vequizo, H. Matsunaga, T. Ishiku, S. Kamimura, T. Ohno, A.
Yamakata, ACS Catalysis, 7, 2644 (2017).
[3] A. Nakada, S. Nishioka, J. Vequizo, K. Muraoka, T. Kanazawa, A. Yamakata, S. Nozawa, H. Kumagai, S.Adachi, O. Ishitani, K. Maeda, J. Mater. Chem. A,
5, 11710 (2017).
[4] A. Miyoshi, J. Vequizo, S. Nishioka, Y. Kato, M.Yamamoto, S. Yamashita, T. Yokoi, A. Iwase, S. Nozawa, A. Yamakata, T. Yoshida, K. Kimoto, A. Kudo,
and K. Maeda, Sustainable Energy Fuels, 2, 2025 (2018).

News Letter Vol.5

17

研究紹介
梯子型鉄系化合物における複合アニオン化の効果
公募研究 A03 東北大学理学研究科 青山拓也

2008年に報告された鉄系超伝導体は、水素化物超伝導体、銅

磁気構造の違いに着目して行なった研究について紹介する。

酸化物超伝導体に次いで高い超伝導転移温度を示す物質群であBaFe2S3は多くの鉄系超伝導体と同様に低温でストライプ型の[1]

る 。銅酸化物超伝導体が基本的には酸素のみをアニオンとして反強磁性構造を示すのに対して、BaFe2Se3においてはより対称含む一方で、鉄系超伝導体はニクトゲン・カルコゲン・ハロゲ

性の低いブロック型の反強磁性構造が現れることが当領域公募

ンの広いアニオン種において超伝導が観測されていることが特A02班の南部らによって報告されている [6]（図1（b））。そこで低徴である。電子状態としては銅酸化物超伝導体が単一軌道 Mott

対称な磁気構造が結晶に及ぼす影響を光の第二高調波発生の測絶縁体である一方で、鉄系超伝導体は複数の軌道が Fermi 面に定を用いて調べたところ、BaFe2Se3においては結晶の空間反転かかる（半）金属である。そのため超伝導性の起源として磁気揺対称性が破れており、さらに強誘電体と同じクラスまで低対称

らぎだけでなく軌道揺らぎ・電荷揺らぎの寄与について議論さになっていることがわかった [7]。空間反転対称性の有無が S/Se

れている。超伝導性の起源を解明するためには局所的な電子構のアニオン種に起因していることが強く示唆されるため、複合造だけでなく、伝導面の次元性に関する研究が重要である。例

アニオン化することで空間反転対称性の有無に起因する物性をえば、多くの物質が二次元正方格子である銅酸化物超伝導体に連続的に研究することができると期待できる。磁気秩序と空間

おいて、梯子型構造を持つ Sr0.4Ca13.6Cu24O41は圧力印加による反転対称性の破れはこれまで主に磁性絶縁体であるマルチフェ

サイト間電荷移動に起因した超伝導転移を示し、銅酸化物におロイクス物質で盛んな研究が行われてきた対象であり、そこで[2]

ける超伝導発現機構の解明の一助となっている 。そこで鉄系化

は空間反転対称性の破れに起因した物性を磁場で制御すること

合物においても同様のアプローチに向けた物質探索が行われたができることから機能性材料として注目されている [8]。本研究の結果、AFe2X（A= Ba, Cs; X = S, Se, Te）で表される物質群が3

対象である BaFe2X3はそれらとは数桁電気抵抗率が低いため、マ

二本足の梯子構造を持つことが指摘された（図1（a））。多くの鉄

ルチフェロイクス研究を極性伝導体に拡張していくための良い系化合物が金属であるのに対して、AFe2X3はその低次元性を反研究対象である。これまでの BaFe2X3における複合アニオン化研

映し Mott 絶縁体であることが特徴である。さらには BaFe2S3お究の結果として ① BaFe（
2 SxSe1-x）3の全組成領域で単結晶が得らよび BaFe2Se3においてこれまでに圧力印加による超伝導転移がれること、② x = 0.8付近に組成相境界が存在すること、③粉末観測されており、これらは鉄系化合物にも関わらず Mott 絶縁体

中性子回折実験によって低温の磁気秩序は組成相境界まで母相近傍の超伝導であることから鉄系超伝導体と銅酸化物超伝導体（c））。今側の磁気秩序を保っていることが明らかになった（図1をまたぐ特性を示す重要な物質である [3-5]。

後は複合アニオン化した試料における圧力誘起超伝導の研究を

今回はそのような背景のもとで BaFe2S3 および BaFe2Se3 の

行う。

図1

18

複合アニオン化合物の創製と新機能（a）梯子型鉄系化合物 AFe2X3 の結晶構造。
（b）BaFe2S3 および BaFe2Se3 における擬一
次元梯子上の磁気構造。（c）BaFe（
2 SxSe1-x）
3の粉末 X 線回折プロファイル。構造相転移に伴う超格子反射112がx = 0.8付近で消失する。

Mixed Ani n

次に、圧力下基礎物性測定に向けて当グループで整備を進めるべく研究を進める。圧力印加は物質に化学的な乱れを導入すているダイヤモンドアンビルセル（DAC）を紹介する。DAC はることなく原子間距離を制御することができることから、複合

1950年に A.W.Lawson と T. Tang によってその原型が開発されアニオン化による配位子場の対称性の低下や cis-trans 自由度にた対向アンビル型高圧装置である [9]。超硬材料であるダイヤモン

起因する物性を連続的に追跡することができる重要なアプロー

ドをアンビル材料として使うことで、それまで数 GPa 程度に限チである。ダイヤモンドアンビルセルを用いた圧力発生技術をられていた発生圧力領域が飛躍的に向上したことに加え、ダイ通じて複合アニオン研究の領域に貢献していきたい。

ヤモンドが広い波長領域で透明であるため光学測定が可能であ

上記内容は今泉聖司氏（東北大）、三宅厚志博士、山内徹博士（東ることから地球物理や固体物理の分野でその利用が広がってい大）、木村剛教授（東大）、清水克哉教授（阪大）、髙橋博樹教授（日る [10]。DAC の欠点は対向アンビル型であることで固体媒体を用大）、南部雄亮准教授、松原正和准教授、大串研也教授（東北大）いた加圧では圧力媒体の圧縮率の異方性が軸性圧力として試料に各氏との共同研究で行ったものです。

伝わってしまうこと、および試料空間が小さいため測定可能な物理量が限られることである。そこで当グループでは数100GPaの超高圧発生ではなく20GPa 程度を発生圧力の上限とする代わりに、気体や液体の圧力媒体を使用することで静水圧に近い環境で実験を行うこと、および電気抵抗や交流伝導度・比熱・電気分極・帯磁率など複数の物理量の精密測定を広い温度磁場領域で行うことを目指して実験を行なっている（図2に誘電率・電気分極・交流法による比熱の磁場中測定が可能なサンプリング[11]。
を行った例を示した）

本稿では現在進めている梯子型鉄系化合物に関する研究とダイヤモンドアンビルセルを用いた圧力下物性測定技術の紹介を行なった。今後は複合アニオン化した試料における圧力下超伝導相の探索とその空間反転対称性の破れとの関係を明らかにす

図2

ダイヤモンドアンビルセルにおける高圧発生試料空間[1] Y. Kamihara, et al. J. Am. Chem. Soc. 130, 3296 (2008).
[2] M. Uehara, T. Nagata, J. Akimitsu, H. Takahashi, N. Môri, and K. Kinoshita, J. Phys. Soc. Jpn. 65, 2764 (1996).
[3] H. Takahashi, et al., Nat. Mater. 14, 1008 (2015).
[4] T. Yamauchi, Y. Hirata, Y. Ueda, and K. Ohgushi, Phys. Rev. Lett. 115, 246402 (2015).
[5] J. Ying, et al., Phys. Rev. B 95, 241109 (2017).
[6] Y. Nambu, et al., Phys. Rev. B 85, 064413 (2012).
[7] T. Aoyama, et al., submitted (2018).
[8] Y. Tokura, S. Seki, N. Nagaosa, Rep. Prog. Phys. 77 076501 (2014).
[9] A. W. Lawson and T. Y. Tang, Rev. Sci. Instrum. 21. 815 (1950).
[10] 例えば Review として A. Jayaraman, Rev. Sci. Instrum. 57 1013 (1986).
[11] 青山拓也 , 三宅厚志 , 清水克哉 , 木村剛、高圧力の科学と技術 25, 298 (2015).

News Letter Vol.5

19

研究紹介
複アニオン系無機 / 有機複合体を用いた光機能材料の創生
公募研究 A03 新潟大学

由井樹人

太陽光をはじめとする「光」は、情報とエネルギーという2つ

消光速度定数として～1017 L mol-1 s-1、すなわち溶液系の限界速の側面を有している。情報という側面では、人体の視覚がその度定数の1,000万倍という極めて高い速度定数を得ることに成功

代表例であり、光を用いた新たな表示素子や光通信などの情報。この結果は、均一溶液中では実質的に進行しない光した（図2）

分野に広く応用されている。一方、エネルギーの側面も重要で反応が複数アニオン表面では進行することを示しており、分子のあり、太陽光は光合成や太陽電池といった人類にとって非常に固定化の効果が顕著に現れた系と考えている。

重要なエネルギー源となっている。したがって光物理化学反応

上記の粘土化合物は、アルミノシリケートを主骨格とする成のより深い理解と制御により、新規かつ有用な情報・エネルギ

分で構成されているため、層自身は光活性を全く示さない。一方、ーデバイスの創生が可能となる。熱反応と異なり、光反応では層状チタニアに代表される層状酸化物半導体（LMOSs）は、層自化学種の光吸収により生成する高エネルギーな「光励起状態」が、身が光触媒特性を示す材料群である。我々は、光機能性分子を

その反応の起点となる。光励起状態は、ナノ～マイクロ秒という極めて短い時間しか存在できないため、熱力学的には反応が進行するよう設計された反応系でも、実質的には反応が進行しないことが多々ある。例えば、均一溶液中における反応の起点
は溶質同士の拡散衝突過程であるが、この過程は最大でも10-10

L mol-1 s-1 程度の速度定数しか有さない。この拡散速度定数と励起状態の寿命（1ns）を勘案すると、0.1 mol L-1 という極めて高い溶質濃度であっても、励起状態の間に溶質同士が衝突する可能性は1回程度と極めて少なく、これが光反応の効率低下を招く
主要因の一つとなっている。一方、光合成や視覚などの生体で行われている光化学反応は、光機能性の分子集団の距離や配置を緻密に制御することで極めて高効率な光反応を実現している。
この事実は、人工的な光化学反応系においても、光機能性の分

図1

粘土表面における D の発光減衰曲線。
（赤）（青）消光剤（A）存在下、（黒）装置応答。
Dのみ、
D の発光が定量的に消光されている。

図2

粘土表面における加速されたエネルギー移動反応

子集団の精密に固定化することが極めて重要であることを示している。
分子を固定化する手法として、様々な媒体が考案・研究されているが、我々は無機層状化合物およびこれらを単層に剥離した「ナノシート」を用いることを着想し、様々な研究を行ってきた。例
えば、表面がアニオンに帯電している「粘土ナノシート」を用いた研究では、粘土層表面のアニオン間距離と吸着分子のカチオン間距離を適合させることで、吸着分子同士が極めて近接的かつ秩序的に配列するにも関わらず、基底状態における吸着分子同士の相互作用がない系を見出している [1,2]。さらに、粘土表面上に存在する複数アニオン点の特性を利用した分子の高密度・秩序構造を光エネルギー移動反応に応用した。エネルギー供与体分子（D）（A）
として Ru 錯体をとして4価カチオン性ピレン誘導体、受容体
用い、粘土表面での光エネルギー移動反応を検討した [3-5]。D お
よび A 分子を粘土表面に固定化し D 分子を光励起したところ、Dの発光が完全に消光されるとともに（図1）、A の発光が観測された。さらに物理化学的な速度論解析を適応したところ、見かけの20

複合アニオン化合物の創製と新機能

Mixed Ani n

LMOSs の層間に導入することで、異なる光機能性化学種を複合されることを見出した。本領域研究では、LbL 法による分子の任化させたハイブリッド系の構築行ってきた。例えば、層状チタ

意積層特性を生かした、三重項消滅機構によるフォトン・アッニアに電子受容分子を、シリカ細孔体に電子供与分子をそれぞ

プコンバージョン（PUC）系の創出を行っている。PUC は、低エれ導入した積層膜に光照射すると、光誘起電子移動反応と電荷

ネルギーの光を高エネルギーの光へと変換する技術であり、太[6.7]。極めて興味深いことに、陽光の有効利用の基幹技術の一つとして注目されている。しかし、この電荷分離状態の寿命は室温・大気下で2.5時間であり、光合PUC は最低2回の分子衝突が必要とするため、溶液では限界があ

成系の電荷分離寿命の1秒に対して著しい長寿命化が達成できた。

る。この点を克服するため、LDH で光機能性アニオンを固定化

分離状態が生成することを見出した

またアニオン性表面を有する LMOSs の層間に銀イオンを導入し、した複合アニオン型 PUC 系の構築を行っている。現在、PUC の光照射を行ったところ LMOSs の光触媒作用により、銀イオンの発光分子として多用されているアニオン性ジフェニルアントラ

還元と金属銀微粒子の生成が認められた（A01班：Asakura, Yin

セン（DCDPA）の合成を行い LDH との積層化に成功している（図[8]らとの共同研究） 。生成した銀微粒子は、>2300nm という極3）。作成した複合膜は、良好な発光特性を示したことから（図4）

めて長波長の近赤外領域にまで光学応答を示し、銀系材料であ

次世代の膜状 PUC 材料への展開が大いに期待される。

りながらも高い耐久性を示したことから新たな近赤外応答材料としての可能性が考えられる。
層状化合物を用いた分子配列と光化学反応の制御は、これまで層状化合物の二次元的な表面を反応場としていた。しかし、多機能な分子を複数配列制御するには二次元的な配列では限界があり、三次元的な積層構造制御が極めて重要である。我々は、
光機能性分子の三次元的な積層を実現する手段として、Layer-

by-Layer（LbL）法に着目した。LbL は、高分子性の多価アニオン
および多価カチオンの溶液に基板を交互に浸漬することで、高分子の単分子膜を積層する手法である。この手法は、積層する
分子や順番を変化させることで、任意の分子が三次元的に積層した膜を構築可能な手法である。Sasaki らの研究グループでは、

図3積層に伴う LDH-DCDPA の吸収スペクトル

ナノシートとポリマー分子を組み合わせることで、ナノシート
積層体の構築を報告している。しかし、これらの研究には依然としてポリマー分子が用いられており、さらに積極的な光機能の探索は行えていない。我々は、層状複水酸化物（LDH）のナノ
シートと多価アニオン性の分子を組み合わせることで、低分子系の光機能性分子であっても LbL 法により積層可能なことを見出した。LbL 法により、D 分子と A 分子交互に積層した膜を作成したところ、LDH を介した三次元積層膜の間でエネルギー移動反応が進行することを見出した [9]。さらに、LbL 法の特徴である
積層構造制御を用いて、D と A の配列や距離を変化させた膜を作成したところ、エネルギー移動反応が D と A の距離に強く支配

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]

図4

LDH-DCDPA 膜の発光

S. Takagi, T. Yui, et al., Langmuir 2002, 18, 2265-2272.
S. Takagi, T. Yui, et al., Chem. Lett. 2001, 30, 128-129.
T. Yui, et al., Langmuir. 2015, 31, 27-31.
T. Yui, et al., J. Photochem. Photobiol. A, 2015, 313, 9-14.
T. Yui, et al., Langmuir 2017, 33, 3680-3684.
T. Yui, et al., Bull. Chem. Soc. Jpn. 2006, 79, 386-396.
T. Yui, et al., Bull. Chem. Soc. Jpn. 2009, 82, 914-916.
Y. Asakura, S. Yin, T. Yui, et al., Global Challenges. 2018, 2, 1700105.
T. Yui, et al., J. Porphyrins Phthalocyanines. 2007, 11, 428-433.

News Letter Vol.5

21

研究紹介
光電気化学水蒸気電解と酸窒化物ナノシートの作製
公募研究 A03 熊本大学

伊田

進太郎

光触媒を利用して太陽光と水から水素を得る試みは、クリー

酸素に対して2～3% 程度と少ない。酸素欠陥を作らず、酸素サ

ンなエネルギー製造技術として期待されてい分野の一つである。

イトの一部を完全に窒素で置き換えるためには、窒素の導入量

高効率の光触媒を開発するための材料設計方針としては、高表と同じ量のアルカリイオンを層間に挿入させる必要がある。そ面積かつ高い結晶性を持つ材料の合成が必要である。その他、れを実現できる層状構造が上述した A2AE2Ta3O9N である。この再結合や逆反応を防ぐため光酸化・還元サイトを分離すること（A: アル
層状体の合成は、はじめに層状構造をもつ AAE2M3O10

も重要な設計方針の一つである。二次元の結晶構造を持つナノ

カリ金属、AE: アルカリ土類金属 , M:Nb, Ta）を作製し、その後、

シートは、このような材料設計を実現できる材料の一つである。

過剰のアルカリイオンを加えてアンモニア中で熱処理することで、ナノシートは厚さ1nm 程度、四方の大きさが数百 nm の広さを

層状酸窒化物の合成を目指している。これまでの実験で、タン持つ表面アモルファス相がない単結晶であるため、光励起したキタル系の層状酸化物の場合、単相を得るためには、層状酸化物

ャリアなどが散乱されにくく、優れた光触媒になり得ると考えの層間が Cs イオンであることが好ましいことが分かっているが、[1]られる 。可視光照射下で光触媒として機能させるためには、可Cs+ イオンはイオン半径が大きいので、アンモニア窒化の時に電視光を吸収できるようなバンド準位を半導体中に形成する必要荷補償するための層間へのインターカレーションが起こりにくがある。可視光応答化の手法としては、窒素ドープなどのアニいことが分かっている。そのため、現在は、Cs イオンをイオン

オンドープや、酸窒化物などの複合アニオン化が検討されてき交換しやすい Na や Li に交換した後、アンモニア処理を実施してた。しかしながら、ナノシートの分野では、特定のサイトに窒いる。これまでの実験で、Na2Ca2Ta3O9N の合成にある程度成功

素が置換したような、酸窒化物ナノシートのような複合アニオ

しており、その層状体の剥離を目指している状況である。課題

ンシートの合成には至っていない。本研究では層状酸窒化物のとしては、層状体の酸化物層が窒化するとホスト層の電荷密度剥離により可視光に応答する酸窒化物ナノシート光触媒の合成が増大するため、層状酸窒化物ではプロトン交換や剥離反応がと、ナノシート表面・層間の光誘起プロトン伝導を利用した光

進行しにくくなるため、酸の種類や剥離剤の構造を検討している。

電気化学的な水蒸気電解セルを開発し、複合アニオン化により可視光照射下でのナノシートを用いた光水分解のエネルギー変換効率の向上を目標としている。これまでの研究で、N-doped

Sr2Ta3O10 ナノシートの合成と、その光誘起プロトン伝導を利用して、光電気化学的に水蒸気が水の理論分解電圧以下（例えば1.0V）で水素の生成が起こることを確認しており、酸窒化物ナノシートが合成できれば、さらに水分解の光エネルギー変換効率が向上すると期待している。
酸窒化物ナノシートの合成：図1に示すような層状構造をもつ

A2AE2Ta3O9N や AAE2Ta3O10-3x/2N（
x A: ア ル カ リ 金 属 ,AE: ア ル
カリ土類金属）の剥離により AE2Ta3O9N, AE2Ta3O10-3x/2Nx ナノ
シートの合成を試みている。これまでの研究で層状構造を持つ

CsAE2Ta3O10を（AE:Ca, Sr, Ta）アンモニア気流中で熱処理する

図1

層状酸窒化物の構造と N-doped CsAE2Ta3O10 が得られることが分かっている。また、
この層状体はナノシートまで剥離することが可能であり、可視光電気化学水蒸気電解：また、本研究では光電気化学水蒸気電光を吸収する N-doped 酸化物ナノシートの分散溶液を得ること解を目指している。光電気化学水電解は1978年に酸化チタン電ができる。このナノシートの場合、窒素は酸素サイトにドープ

極を電解質水溶液中にいれ、紫外線を照射すると水の理論分解されるが、N3- が O2- サイトに入るため電気的中性条件を保つた電圧（1.23V）以下で水分解が進行することが報告されて以来、現めに、酸素欠陥が形成される必要があり、そのためドープ量も在に至るまで研究が進められている。本研究では電解質水溶液

22

複合アニオン化合物の創製と新機能

Mixed Ani nを使わない新しい光電気化学水蒸気電解を目指している。水溶な電解システムを用いて光電気化学水蒸気電解のセル構造の最液を使わない場合、電解質として固体のプロトン伝導体、OH 伝

適化と電解効率の向上を目指している。

導体等を使う必要がある。これを実現させるための材料として、
プロトン伝導性を示す光触媒を用いる必要がある。これまでの研究で水分解光触媒の表面では過渡的にプロトンが過剰になることを示唆する実験結果を得ている。伝導帯の下端が水の還元電位よりも浅く、価電子帯上端の位置が水の酸化電位よりも深い位置にバンド構造を持つ半導体に光を照射すると、理論的には水分解が進行する。一般に、酸化物や窒化物では価電子帯の位置は十分に水の酸化電位よりも深いが、伝導帯下端の位置は
水の還元電位に近い。そのため、水分解光触媒では水素生成用のナノ粒子助触媒が表面に担持されている。そのため、水素生
成の助触媒が担持されていない半導体光触媒に4個の光子を吸収したとすると、過渡的に以下の反応が起こり、4個の励起電子と4個のプロトンが生成する。
・光吸収によって生成した電子：反応しない

4e-

・光吸収によって生成した正孔：2H2O + 4h+ → O2 + 4H+

図2

光電気化学水蒸気電解のモデル図とN-doped Sr2Ta3O10ナノシートで電解をした時の電流 - 時間特性

このような光触媒に二つの電極を形成し、この過渡的なプロ
トンをカソードに移動させて水素を生成させ、電子をアノードに移動させると光電気化学水蒸気電解が実現できると考えてい領域内の共同研究る。実際、これまでの研究で水分解を達成できるバンド構造を・光触媒水素生成サイトのヒドリド種：チタニアナノシートに持つ酸化物ナノシートをくし型電極に固定して、Ar 雰囲気中でRh をドープするとそのロジウムサイトは光触媒の水素生成サイ

湿度90％以上の環境で、紫外線を照射しながら、1V の電圧を電トとして機能することがこれまでの研究で分かっていた [2]。この

極間に印可すると水素が生成することを確認している。また、

ナノシート光触媒を用いて、光触媒の水素生成サイトでどのよ

N-doped Sr2Ta3O10ナノシートを用いると、可視光照射下で上記

うな反応中間体が存在するか調査したところ、ロジウム - 水素結の反応が進行する。図2はそのセルのモデル図と1V を印加した合からなるヒドリド種が存在することが分かった [3]。（A03連携ときの電流値であり、可視光照射下、1.0V の電圧で電流増加が石原達己先生との共同研究）

観察されている。また、1.0V 印加時に水素の生成も確認されて・N-doped KTiNbO5 の 光 触 媒 活 性：Nb/Ti の 比 が 1 よ り も 大 きいる状況である。これは先に説明したように、酸化物半導体ナ

な TiNbO5ナノシートと K+ の再構築で得られた層状構造を持つ

ノシート表面で水蒸気の酸化が起こるが、水の還元はこの系でKNbTiO5をアンモニア気流中で窒化処理すると、より多くの窒は助触媒が担持されていないために、起こりにくい。その結果、素を結晶中に含む N-doped KTiNbO5を作製した。この手法によ

過渡的にプロトンが表面に残りこのプロトンが電圧により Pt 電って得られた N-doped KTiNbO5は可視光照射下で高い水の酸化極に移動して、水素が発生すると考えている。現在、このよう（A03計画 前田和彦先生との共同研究）（O2発生）活性を示した [4]。

[1]
[2]
[3]
[4]

S. Ida et al., J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 2533-2542.
S. Ida et al., J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 239-244.
S. Ida et al., Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 9073-9077.
K. Maeda et al., ACS Appl. Energy Mater. 2018, 1, 1734-1741.

News Letter Vol.523領域ニュース

第4回固体化学＆イオニクス（Solid-state & Chemistry: SCI）国際ワークショップ
平成30年6月15日に九州大学稲盛フロンティアセンター

材料 La2NiO4の格子間酸素の解析、リチウムイオン2次電池にて九州大学 稲盛フロンティアセンター 山崎仁丈教授が主材料の負極における SEI の分析やデンドライト成長の検出、催、新学術領域「複合アニオン化合物の創製と新機能」がNa 系蓄電池の新規電極材料について第一原理計算と NMR

共催する第4回固体化学＆イオニクス国際ワークショップの協働による構造同定に関して非常に興味深い発表を行っ（4th SCI workshop）
が開催された。固体化学と固体イオた。山口周教授は遷移金属酸化物の表面と酸素分子の吸着ニクスに関する最新の研究トピックスが紹介される国際ワ反応機構に関してスピン軌道相互作用の観点から実験と計ークショップであり、シリーズ4回目となる今回のワークシ

算を用いて議論を行い、高村仁教授と桑原彰秀主任研究員

ョップではケンブリッジ大学の Clare Grey 教授、東京大学

はプロトン伝導性を有するアクセプター添加 BaZrO3の欠陥の山口周教授、東北大学の高村仁教授、ファインセラミッ

構造、特にプロトン（もしくは酸素空孔）とドーパントの束

クスセンターの桑原彰秀主任研究員らによる招待講演が行縛状態に関して第一原理計算による解析結果を発表した。

われた。

奇しくも、全ての講演で第一原理計算による理論解析と実Grey 教授は固体 NMR の研究では世界的に著名な研究者で、今回のワークショップでは固体酸化物燃料電池の電極験が融合した研究内容であり、近年の材料科学研究における潮流を実感できる有意義なワークショップであった。

（左上）講演中の Grey 教授、（右上）ワークショップ会場、（下）参加者の集合写真（文責：A02

24

複合アニオン化合物の創製と新機能

JFCC

桑原 彰秀）

Mixed Ani n

ISHA2018 国際ソルボサーマル・ハイドロサーマル協会国際会議（2018.8.08-08.12（仙台））平成 30 年 8 月 8 日から12日、東北大学多元物質科学研究

産業の発展を推進することが趣旨である。ISHA2018国際会所及び国際ソルボサーマル・ハイドロサーマル協会 International

議は世界中の32ヶ国・地域より約200名（国外から112名）の（ISHA）
が主
Solvothermal and Hydrothermal Association

研究者が集まり、本新学術領域の協賛で開催され、本領域かth催する第 6 回国際会議 The 6 International Solvothermal

ら、東北大学多元研垣花眞人教授（A01計画班）
及び大阪大（ISHA2018）
and Hydrothermal Association Conference

学今中信人教授（A03公募）
が Keynote 講演を行い、他にもは、東北大学片平キャンパスさくらホールで開催された。本

多数の講演も行われた。尚、A01班連携研究者東北大学朝国際会議は2 年毎に世界各地で開催され、これまで、英国

倉裕介助教は早稲田大学で取得された博士学位の研究で、（2008）、中国（2010）、米国（2013）、フランス（2014）、台

ISHA 会 長 の Prof. Richard E. Riman（U.S.A.）よ り、The湾（2016）に開催されたが、2018年は仙台で行われた。大会

ISHA 2018 Best Ph.D. Thesis Award が授与された。次議長は東北大学多元物質科学研究所殷澍教授（A01計画班）

回 ISHA2020国際会議は2020年8月メキシコカンクンで開かであり、本国際会議は水熱及びソルボサーマルプロセスの最れることが決定され、今後も様々な会議で複合アニオンを国新進展に関し、意見交流と情報交換の場を提供し、科学及び内外に発信し、益々領域が発展していくことが期待されます。

ISHA2018集合写真及び受賞式の様子（文責：A01

東北大学

News Letter Vol.5

殷

澍）

25

領域ニュース

複合アニオン新学術領域

第四回若手スクール

平成 30 年 8 月 27 日（月）に北陸先端科学技術大学院大学

休憩を挟んで後半の研究（JAIST）
にて、新学術領域『複合アニオン化合物の創製と討論会が行われました。ま新機能』の第四回若手スクールが開催されました。今回はず簡単に研究討論会のコン

参加者数が学生52名を含む70名と過去最大規模でした。ス

セプトについて説明させてクールは二部構成で、前半に講演会（招待講演と学生講演）ください。研究討論会は若が、後半に研究討論会（ポスター発表とポスター発表でのデ手が能動的に発表とディスィスカッションを基にした共同研究企画）が行われました。

カッションを行い若手同士

夜の懇親会では交流はもちろん、引き続き研究に関する討論の横の繋がりを作るとともが行われ、ポスター発表最優秀・優秀賞にそれぞれ1名と4名、に、その活動を通して共同

研究企画賞に5名を選出し表彰しました。

研究を立案してもらい、最スクールは世話人の野田（A02）の挨拶で始まり、前半の終的には領域でバックアッ講演会は招待講演として阿部先生（A03）が「可視光水分解

プして実際に共同研究をしのための新規複合アニオン型光触媒の開発」と題して、可てもらおう、というコンセ

視光領域での水分解光触媒の開発の背景と実際について様々

プトで企画しました。

なエピソードを交え面白くご講演くださいました。今回の招

今回は発表とディスカッ

待講演は前回のスクールでアンケートを取ったところ、機能

ションの場としてポスター

性材料について知りたい、という回答が最も多かったため、発表会を選びました。ポス

阿部先生にお願いし実現しました。なお講演スライドは領域

ター発表は発表者と質問者、

ウェブサイトにてパスワード付きで公開される予定です。質そして質問者と他の質問者

疑応答の後、学生講演として A03八島 G の白岩さん（D3）がとの間も近く、ディスカッ「層状ペロブスカイト型酸塩化物と酸化物の結晶構造解析」

ションに花が開きやすい発と題して発表を行いました。白岩さんは直近のポスター発表

表形式です。また、ポスタ

最優秀賞を受賞されており、今回の学生講演に選定されまー発表は修士課程に限定しした。回折手法を用いた構造・電子状態解析の研究がわかました。というのは、これ

りやすく発表されました。

までのポスター発表では発表と後述の研究企画を同じ人が行

26

複合アニオン化合物の創製と新機能

講演中の阿部先生（上）と白岩さん（下）。

Mixed Ani nっていましたが、時間がなかったり負担が大きかったりしてスカッションを縫ってポスター賞の審査も行われました。

いました。さらに修士課程の学生さんは将来研究を企画する

ポスター発表会のあとはフリータイムとして共同研究企画立場になるか不透明であり、発表そのものの経験がない方もを立案する時間を設け、主に共同研究に関するディスカッシ

少なくありません。今回は教員も多く参加しており、コメン

ョンをしてもらい、用紙に研究企画案を書いて提出してもらトをいただきやすい環境にあります。一方、将来必ずや研究いました。ポスター発表の概要集と研究企画の用紙もウェブ立案を行うことになろうであろう博士課程・ポスドクには、に公開予定です。若手スクールの後は領域の公開シンポジウ

ポスター発表でのディスカッションを基にして新しい共同研

ムが同じ会場で開催され、若手スクール参加者もシンポジウ

究を企画・立案してもらいました。新しくて面白く自分達以ムに参加しました。

外には誰もできない・考えつかない研究企画ができれば最高です。

シンポジウム終了後、宿に移動した懇親会では、最優秀ポスター賞 1 名と優秀ポスター賞 4 名、優秀研究企画賞5 名ポスター発表件数は29件で、事前に A04半ページの要旨を表彰しました（別ページ参照）。若手スクールが若手の知を提出してもらい概要集を作成し配布しました。ポスター発

的好奇心を刺激するとともに、若手同士の交流を深めて将表は前半と後半に分けて行い、ところどころ JAIST のスパコ

来の共同研究の萌芽になることを祈念して筆置きます。

ンの見学ツアーを入れました。白熱するポスター発表とディ満員の会場（左）とポスター発表会の様子（右）（文責：A02京都大学

野田 泰斗）

News Letter Vol.527

領域ニュース

ポスター賞

受賞者

■ 最優秀賞● 生方 宏樹（京都大学）「Chemical Pressure-induced Anion Order-disorder TransiXon in LnHO Enabled by Hydride Size Flexibility」［受賞コメント］

この度は、このような素晴らしい賞を頂き大変光栄に思います。指導教員の陰山先
生、測定にご協力いただいている分子研の小林先生をはじめ、多くの先生方のご指導、ご協力のおかげです。この場を借りて深く感謝申し上げます。ポスター発表では、複合アニオン化合物という同じ研究対象を持ちながら、本当に様々な分野の方の研究を伺うことができ、また多くの質問や指摘を頂けたことで、自身の研究を新たな視点から見つめ直す良い機会となりました。このような場で得られた知識を自分の研究に役立てていきたいと思います。

■ 優秀賞● 内村 慶舟（北陸先端科学技術大学院大学）「第一原理フォノン計算による熱的性質の評価」［受賞コメント］

優秀ポスター賞を受賞できたこと、大変光栄に思っております。普段研究室にいる
ときはコンピュータの中に作られた物質を相手に電子状態計算を行っておりますが、複合アニオンに参加してから、実際に合成を行っている方々とお話する機会が増え非
常に刺激的な経験をすることが出来ました。今回のポスター賞は指導教員の前園先生
や、本郷先生を始め多くの先生方、またディスカッションして下さった皆様のおかげで受賞することが出来ました。より一層研究に邁進する所存です。

● 岡崎 めぐみ（東京工業大学）「半導体光触媒の第一遷移金属酸化物修飾による可視光利用への応用」［受賞コメント］

今回優秀ポスター賞をいただけましたこと、大変光栄に思っております。指導教員である前田和彦先生を始めとした多くの先生のご指導・ご協力があったからこその受賞であり、この場を借りて深く感謝申し上げます。今後もより一層研究に励んでいきたいと思います。

28

複合アニオン化合物の創製と新機能

Mixed Ani n■ 優秀賞● 岸本 和久（九州大学）「層状ペロブスカイト Ca3Ti2O7 への水素化物イオンドーピング」［受賞コメント］

この度は、優秀ポスター賞を頂くことができ、大変光栄に思います。このような賞を頂けたのも林克郎先生、赤松寛文先生を始めとする多くの先生方のご指導のおかげです。この場を借りて感謝申し上げます。若手スクールでは他研究室の方々からのご指摘や意見を受け、異なる視点から自身の研究を考えるきっかけとなり、非常に有意義な時間になりました。今回得られた知見を活かして、研究の成果を上げられるように精進して参ります。

■ 優秀賞● 倉持 建汰（東京理科大学・産業技術総合研究所 M1）「トポケミカル反応による層状イリジウム酸フッ化物の合成と物性」［受賞コメント］

この度は優秀ポスター賞と研究企画賞という栄えある賞を 2 つもいただくことができ、大変光栄に思います。このような賞をいただけたのも、荻野先生をはじめとした諸先生方のご指導の賜物です。深く感謝申し上げます。本若手スクールでは、様々な分野の学生及び先生方との議論を通して、様々なことを学ぶことが出来ました。また、それらの議論から共同研究がまとまり、研究を進展させるきっかけが得られました。
これらの議論・チャンスを活かして、今後の研究により一層邁進したいと思います。

News Letter Vol.529

領域ニュース

研究企画賞

受賞者

■ 優秀賞
［研究テーマ］「層状イリジウム酸フッ化物の計算科学と実験の融合による構造決定と物性との相関」● 倉内裕史（東京大学）

この度は研究企画賞を頂き、大変光栄です。複合アニオンのミーティング参加はこれで三度目でしたが、一回ごとに他研究室の学生の皆さんとの交流が深まってゆくのに充実感を覚えておりました。そうした土台の上で、今回の企画が結実したものと考えております。積極的に学生交流の機会を与えてくださった先生方に深く感謝申し上げます。また、快く誘いに乗ってくれた 4 名の学生さんにもお礼申し上げます。

● 中木寛之（京都大学）

この度は、研究企画賞を頂き、大変光栄に思います。今回のような会議で様々な分
野の方と議論するという機会は私にとって初めてで、非常に良い経験となりました。
分野の垣根を超えて、合成法や解析法を組み合わせることで、新たな知見が得られる
ことに期待しています。また、日頃から指導していただいている内本先生をはじめ、研究室のスタッフの皆様にこの場を借りて感謝したいと思います。この賞を励みに、今後もより一層研究に励みたいと思います。

● 内村

慶舟（北陸先端科学技術大学院大学）

研究企画賞を受賞することができ、非常に光栄に思っております。合成を行っている方々から提案して頂く問題に対して、我々の行っている電子状態計算の知見がどのように活かせるかと考えるのは、自分にとって非常に良い刺激であり、自分の行っている計算の持つ可能性に、計算以外の分野の方々から気づかせて頂けるというのはとても興味深い経験となりました。協力して頂いた皆様にこの場を借りて心からの感謝を申し上げます。この研究企画を単なる企画で終わらせず、成果として残せるよう努力する所存です。

30

複合アニオン化合物の創製と新機能

Mixed Ani n● 丸山敬裕（東京大学）

様々な研究背景を有する同年代の学生の方々と一つの新しい研究を企画したことは、非常に貴重な経験となりました。研究企画賞を頂き大変嬉しく思うと共に、このような機会を設けてくださった関係者の皆様に対して厚く御礼申し上げます。この受賞を励みにして、今後も精力的に研究を行い薄膜研究の観点から有用な知見を生み出し続
けていく所存です。

● 倉持建汰（東京理科大学・産業技術総合研究所 M1）
この度は優秀ポスター賞と研究企画賞という栄えある賞を 2 つもいただくことができ、大変光栄に思います。このような賞をいただけたのも、荻野先生をはじめとした諸先
生方のご指導の賜物です。深く感謝申し上げます。本若手スクールでは、様々な分野の学生及び先生方との議論を通して、様々なことを学ぶことが出来ました。また、それらの議論から共同研究がまとまり、研究を進展させるきっかけが得られました。これらの議論・チャンスを活かして、今後の研究により一層邁進したいと思います。

News Letter Vol.531領域ニュース

第4回複合アニオン公開シンポジウム / 第5回領域全体会議
平成30年8月27日－29日、北陸先端科学技術大学院大学（JAIST）
にて、本新学術領域研究の第4回公開シンポジウム（JAIST 情報社会基盤研究センター後援）、及び、第 5 回領域全体会議が開催されました。公開シンポジウムは、領域
内外から110 名以上の参加者があり、会場では立ち見がでるほどの盛況ぶりでした。情報社会基盤研究センター長、並びに、陰山領域代表の挨拶に続き、計画班代表の先生方による口頭発表 3 件と領域内研究者全員によるポスター発表が行われました。今回、本領域公開シンポジウムとして公開シンポジウムにおけるパネルディスカッションの様子

は新しい試みとして、最近注目されている「マテリアルズ・
インフォマティクス（MI）」に関する特別セッションが企画され、当該研究分野の著名な先生方をお招きしました。京体会議で特筆すべき点として、インパクトの高い共同研究

大・田中功先生による基調講演から始まり、東工大・大場

成果が多数報告されました。領域代表のイニシアチブのもと、

史康先生、及び、名工大・烏山昌幸先生による招待講演へ

班内・班間留学制度を活用した若手交流が活性化し、「合と続き、最後にパネルディスカッション（司会：桑原先生、

成・解析・機能の連携」と「実験と理論の協働」が成功しパネリスト：田中先生、烏山先生、陰山先生、荻野先生、た結果だと考えられます。研究領域躍進の原動力として、

林先生、前田先生）が行われました。この企画が領域内での領域内連携 / 協働の重要性を強く印象付ける領域会議でした。

MI 研究展開の端緒となることを期待しております。領域全

領域内会議における集合写真（文責：A01 JAIST 本郷研太）

32

複合アニオン化合物の創製と新機能

Mixed Ani n

日本セラミックス協会 第31回秋季シンポジウム（名古屋工業大学）「複合イオン化合物の創製と機能」特定セッション開催報告
第 31 回秋季シンポジウムが、「酸化物ナノシートが拓く新しい複合イオン化合物」、東北

2018 年 9 月 5 日（水）～ 7 日（金）の日程で名古屋工業大学に大学・小林亮先生（A01 協力者）
による「複合アニオン化合おいて実施された。このシンポジウムにて、本学術領域に

物蛍光体の開発」、日産アーク・今井英人先生による「自動関連した特定セッション「複合イオン化合物の創製と機能」

車の電動化を支える機能性材料：先進エネルギー材料の開が開設された。この特定セッションは、本領域の本橋（A01発と先端解析」、京都大学・細川三郎先生による「Sr-Fe 系

公募）
・上田（A03協力者）
・荻野（A01計画）
・陰山（A01計画）

複合酸化物の酸素貯蔵能」、物材機構・辻本吉廣博士（A01

らがオーガナイザーとして企画・運営したものである。本

公募）による「層状酸ハロゲン化物ペロブスカイトを舞台とセッション中の発表数は他セッションとの合同セッションをした配位制御と新規物性の開拓」の研究発表があった。ま含めると全特定セッションの中でも最大級であり、基調講

た、合同セッションでは複合イオン化合物セッションからの演 1 件と招待講演 6 件を含む合計 42 件の研究発表がシンポ推薦で、東北大学・折茂慎一先生による「高密度水素化物

ジウム全期間に渡って行われた。今回のシンポジウムでは、の材料科学―新学術領域ハイドロジェノミクスへの展開―」

前日の 9 月 4 日に会場が巨大台風に襲われ、また 9 月 6 日未の研究発表があった。ここでは各講演の詳細を紹介するこ明には北海道で巨大地震が起こるなど混乱の中での開催でとはできないが、酸化物を超えた複合アニオン化合物におあったが、幸いにも講演キャンセルは一件もなく、非常にける新展開がいくつも紹介されており、固体化学分野にお多くの聴衆に会場へ足を運んで頂いた。当セッションへはいて複合アニオン化合物が不可欠な材料群を形成している

毎年多くの講演申込があり、新学術領域研究の設置とともにことを再認識した。

日本セラミックス協会「複合アニオン化合物」の研究が盛り上がっていることを実感している次第である。

セッション全体を通じて、最新の研究成果に対して熱心な議論が交わされた。印象深かったのは、本領域に所属す

複合イオン化合物（特に複合アニオン化合物）に関する多る研究室の学生からもレベルの高い質問が多くなってきてお岐に渡った研究発表が行われた。基調講演として、大阪大り、若手が着実に成長していることを実感することができた。

学・今中信人先生（A03 公募）
により「複合アニオン効果を

シンポジウム初日の夜には、ファインセラミックスセンター・

有効活用した新規無機材料の創成」と題したお話を頂いた。

加藤丈晴博士や本領域の八島（A02 計画）
らが主催する「先イオンセンサについての先駆的な研究や、幾つかの技術的進的な構造科学と分析技術」セッションとの合同で約 40 人

困難を複合アニオン材料により克服したエピソードなどを紹の関係者が集まり意見交換会が催された。今回のシンポジ

介頂き、当該分野の研究者にとって非常に参考となる内容

ウムでの交流をきっかけに、複合アニオン化合物の学術形であった。招待講演として、名古屋大学・長田実先生による成がさらに加速することを期待したい。

（文責：A01 公募 神奈川大学 本橋 輝樹）

News Letter Vol.533

領域ニュース

5th Solid-State Chemistry & Ionics Workshop
2018.9.10-13 に、福 岡 市 西 新 プ ラ ザ に お い て、5th

Korea）、第四回2018.7.15（同 Prof. C. Grey, Cambridge,

Solid-State Chemistry & Ionics（SCI5）Workshop が、UK）を、九州大学にておおよそ半日程度の規模で開催され九州大学の山崎 仁丈 教授と本領域代表の陰山 洋 教授が議てきましたが、今回は、10件の招待講演と41件のポスター長を務め、九州大学 Q-PIT の主催、本領域の共催によって開講演と規模が拡大され、各招待講演での世界的一流の講演者

催されました。5回目となる本ワークショップは、固体化学

による各1時間の十分な発表討論時間と、さらに十二分の飲と固体イオニクスの分野の融合発展を狙い、これまでに、第み物とスナックを用意した交流時間を取り、存分に第一級研一回2016.11.16（海外招待講演者 Prof. S. Haile, Caltech,

究の刺激と理解を得られる機会となりました。本領域の学生

USA）、第 二 回 2016.12.20（同 Prof. T. Norby, Oslo,からの質問も含めて、途切れる事のない討論が印象的なワー

Norway）、第 三 回 2017.11.7（同 Prof. H.-I. Yoo, DGIST,

クショップとなりました。

参加者集合写真34

複合アニオン化合物の創製と新機能

Mixed Ani n（Max
招 待 講 演 は、以 下 の 通 り で す。Prof. J. Maier（Archean, Germany）
は、プロトン伝導体輸送特性のモデ

Plank, Germany）は、固体電解質に関する高度な描写を、ル計算による理解、広井 善二 教授（東大）
から、金属絶縁体

Dr. W. Chueh（Stanford, USA）は、イオニクスで重要な粒相転移およびリチウムイオン伝導に関する講演があり、固体

界・界面の計測・理論について、細野 秀雄 教授
（東工大）
は、

化学と固体イオニクスの分野の交点からの、新学理創造の刺IGZO とエレクトライドなど革新的電子材料に関して、Prof.

激をもたらす講演が続きました。

A. Walsh（Imperial College, UK）は無機有機ハイブリッド

ワークショップの最後には、陰山教授と山崎教授から、固系を含めたペロブスカイトを中心とした理論アプローチにつ体化学と固体イオニクスの分野の融合発を意図したワークシ

い て、Prof. G. Jeffrey Snyder（Northwestern, USA）
は

ョップ実施の経緯と感謝、今後の発展への祈念が述べられま

超イオン伝導体の熱電特性に関する、いずれも第一級の研究した。ポスター賞は、Mr. A. Senocrate（Max Plank）、福（下世話な表現ですが、Nature, Science, NPG 姉妹紙で出井 慧賀 氏（東工大）に授与されました。学生を含め参加者に版された）に関わる講演が続きました。その後、堂免 一成 教

は、国際共同、分野融合、第一級研究、新学理といったキー

授（東大）
は、複合アニオン系を交えた光触媒開発と反応系設

ワードを大いに喚起する機会になったものと思われます。最計について、Prof. R. Seshadri（UCSB, USA）
は、孤 立 電後になりましたが、運営にご尽力いただきました（本記事の子対の高度計測と理論について、山口 周 教授
（東大、SCI1

写真と、バンケットでの福岡の名酒もご提供）、九州大学 兵から全てでご講演をいただいています）
は、プロトン伝導体

頭 潤次 助教、山崎研の皆様に感謝申し上げます。

ダイナミクスへのモデル・実験アプローチ、Prof. M. Martin

ポスター討論の様子

ポスター賞授与（文責：A02

九州大学

林 克郎）

News Letter Vol.535

領域ニュース

ファインセラミックスセンター ナノ構造研究所
第25回材料計算セミナー“VESTA を利用した三次元可視化と粉末構造解析”
平成30年10月23日、24日の2日間、（一財）
ファインセラミックスセンターにて、ナノ構造研究所第25回材料計算セミ程度おり、VESTA・RIETAN-FP が産学に広く普及していることを示す分布となりました。

ナー（新学術領域「複合アニオン化合物の創製と新機能」共催）

門馬先生の講習会では VESTA の基礎的な使い方から、電が開催されました。今回のセミナーでは、世界中で広く使わ

子密度の可視化、粒界モデルの作成などの発展的な使い方まれている三次元可視化システム VESTA の開発者である国立

で各自が自分の PC で実習を行いながら使い方を確認できる

科学博物館の門馬綱一博士に VESTA を用いた結晶構造、電講演となっていました。また、泉先生のご講演では RIETAN-

子・核密度等の三次元データ、及び結晶外形の可視化につFP のインストール方法から、VESTA による RIETAN-FP 用

いてご講演いただきました。さらに、粉末構造解析システム

入力ファイルの作成方法、第22回材料計算セミナーで要望

RIETAN-FP・VENUS の開発者である JFCC の泉 富士夫博が多かった VESTA による Bond Valence Sum を用いたイオ

士によって VESTA と RIETAN-FP 等との連携による粉末構造

ン伝導経路の可視化に関する実習等が行われました。どちら

解析手法について実習をしていただきました。

の先生の講演も事前にインストーラーやチュートリアルを配本セミナーは当初定員60名で参加を受け付けていたところ、布し、各自が自分の PC にそれらをダウンロードして実習を申込者多数の為、定員を80名まで増やして対応しました。

行う形式をとったことにより、予習・復習しやすい講演とな

愛知県をはじめ大阪・京都など全国各地から78名が参加しまり学生など初心者に取り組みやすい講習となっていました。

した。参加者の40% を学生が占め、学生・若手研究者の姿

休憩時間にも両先生のところに質問に行く姿が目立ち、非常が目立つ講演となりました。また、企業からの参加者も30%に活発な講演となりました。

門馬先生による講演

当日の会場の様子（文責：A02 JFCC 田口 綾子、桑原 彰秀）

36

複合アニオン化合物の創製と新機能

Mixed Ani n

第1回ヒドリドイオニクス研究会（第72回固体イオニクス研究会）
日本固体イオニクス学会の定例研究会（第72回固体イオ

固体中の水素を研究するという共通点がありながらも、こニクス研究会）として、第 1 回ヒドリドイオニクス研究会をれまで一堂に会することが少なかった著名な先生方をお招き

2018年10月28（日）に自然科学研究機構岡崎コンファレンスしての研究会であったため、議論がどのような方向に進展すセンター（愛知県岡崎市）
で開催した。今回は、分子科学研究

るか、一公聴者としての大きな期待と世話人としての若干の所の学協会連携研究会の制度を利用し、日本固体イオニクス

不安があったが、こちらの想定以上に有意義な意見交換の場

学会主催、本領域、分子研、新学術領域「ハイドロジェノミになり、第 2 回以降の継続的な開催を求める声を数多く頂い

クス：高次水素機能による革新的材料・デバイス・反応プロ

た。実験・理論共に個々の研究の進展がめざましいだけでな

セスの創成」との共催の形を取らせて頂いた。本研究会は、く、ヒドリドを利用したイオン交換反応や触媒反応などの新

ヒドリドイオン導電体およびその周辺分野の研究を対象にししい成果も数多く見出されており、固体イオニクス学会とした議論から固体イオニクスの新たな研究の方向性を見いだし、て二次電池や燃料電池以外の応用についても本格的に検討す日本発の新たな産学連携分野形成の可能性を模索することべき段階にあるという印象を受けた。一方、研究会を通して、を主旨としてる。今回は、第1回開催ということで、陰山領対象とする物性や機能によって水素の捉え方が異なることが域代表を始め、ヒドリドに関連した研究で世界をリードする顕在化し、現象の理解や専門用語の定義について分野を超え

5名の先生方をお招きし、一人当たり60分の講演をして頂いた学理構築の必要性があると感じた。今後、研究会を継続した（次頁プログラム参照）。61名もの参加者（大学・研究所 :ていくことで相互理解を深めていきたい。また、ヒドリドが37名、企業 : 21名、官庁省 : 1名、一般 : 1名）が集まり、大イオン導電する過程の水素の価数、触媒表面で生じていると変活発な議論が行わた。

予想されるヒドリド－プロトン間の電荷移動をどのように観研究会集合写真（岡崎コンファレンスセンター正面玄関前にて）研究会の討論の様子（岡崎コンファレンスセンター小会議室にて）News Letter Vol.537領域ニュース

測し、理解していくかについては、新しい計測手法やデータ

最後に、休日にも関わらず本研究会にご参加いただいた皆同化技術などの情報科学的な手法を取り入れる必要性が指摘

様、また、開催にあたりご尽力いただいた学会事務局およびされた。第 2 回の研究会では発表件数を増やし、合成、計測、共催となった分子科学研究所と本領域の関係者すべての皆様理論の研究者が分野を超えて議論できる場を提供したいと考に感謝申し上げます。

えている。本領域からの積極的な発表と参加を期待したい。

講演プログラム時

間

講演者

10:00 – 10:30

講演題目
受

付

10:30 – 10:35

川合 眞紀（分子科学研究所 所長）

10:35 – 11:00

小林 玄器（分子科学研究所）

ヒドリドイオニクス研究会概要説明

11:00 – 12:00

細野 秀雄（東京工業大学）

機能材料中の水素の役割と活用：ヒドリドにフォーカスして

13:00 – 14:00

菅野 了次（東京工業大学）

超イオン導電体の物質探索

14:00 – 15:00

陰山洋（京都大学）

ヒドリドの特徴を活かした物質開発・制御

15:10 – 16:10

常行 真司（東京大学）

物質中の水素は計算機でどう“見える”か？

16:10 – 17:10

銭谷 勇磁（パナソニック株式会社）

17:15 – 17:20

河村 純一（東北大学）

開会挨拶

銅からリチウム、ヒドリドまで

ペロブスカイト型酸化物 Ba1-xZr1-yYyO3-δ における特異な伝導物性
総評・閉会挨拶（文責：A0338

複合アニオン化合物の創製と新機能

分子科学研究所

小林 玄器）

Mixed Ani n

第37回固体・表面光化学討論会（2018.11.26-11.27（東京））
A03代表前田（著者）が世話人を務め、2018 年11月26日

分担内本先生と A03連携阿部先生のグループから研究発表（月）～27日（火）の日程で第 37 回固体・表面光化学討論会がありました。特別講演は、産業技術総合研究所の佐山和を東京工業大学大岡山キャンパスで開催しました。固体・

弘先生にお願いし、「光触媒および光電極による水素および表面光化学討論会の討論主題は、「無機および有機の固体あ

有用化学品製造の実用化を目指して」という演題で、光触るいは表面・界面の関与する光物理化学過程とその応用（光媒・光電極による最新の研究成果に関する学術的な話題は

触媒、太陽電池、光伝導、有機 EL など）」で、これらは複もちろん、具体的な数値を示しつつ光触媒・光電極を用い合アニオン化合物とも密接な関わりがあります。本討論会

た有用物質変換の経済合理性についても解説いただきました。

では、触媒化学、光化学、物理化学、有機材料化学、ナノ

三連休の直後の開催ということもあってか、例年よりも参材料化学、錯体化学、電気化学、表面化学など多彩な分野

加者数がやや少なかったのですが、初日から活発な討論がの研究者がひとつの会場に集まり、密な討論を行うことに繰り広げられました。また、討論会主題との合致性も手伝い、特徴があります。

複合アニオン研究者のプレゼンスが際立ったように感じまし今回の討論会では、2 日間の合計で口頭発表 23 件、特別た。次回討論会は、2019 年 11 月に宮崎大学にて開催予定

講演 1 件がありました。今回は本新学術領域の共催というです。領域内外から多数の参加をご検討いただけると幸い形で開催し、本領域からは著者のグループに加えて、A03

です。

討論の様子

（文責：A03 東京工業大学

前田 和彦）

News Letter Vol.5

39領域ニュース

レクチャーツアー（ドイツ）開催報告
2018年10月22ー27日に、 南ドイツにて Max Plank
Institute for Solid State Research（ Stuttgart ）のProf.

と感じられた。両グループともに、今後とも協力して研究を進めて行く事とした。

Maierグループおよび、Technische Universität München

レクチャーツアーは、本領域代表の肝入りの企画であり、の Prof. Gasteigerグループを訪れ、複合アニオンレクチャ

今回初めて、これに沿って短期滞在を行ったが、非常に効ーと研究議論・交流を行った。筆者からの話題提供として果的であると感じた。欧米流のおもてなしは、滞在中の緻密は、水素化物イオンドープ酸化物系の内部光化学反応と電子なスケジュール計画を立てる事にある様であり、それなりに

およびプロトン伝導や炭窒化物系ナノ材料に関しての講義大変であったが、アカデミックに集中したインスピ―レーシ

を、本年出版の Kageyama et al., Nat. Commun., 9, 772

ョンに富む充実した時間と、研究グループ PI から若手研究（2018）の伝道と絡めて行った。先方からも有機無機ハイブ者まで広い交流関係が得られる。また今回は、ビールの街ミ

リッド化合物のアニオンの光化学反応に関する詳細な研究経ュンヘンの本場の雰囲気も十分に堪能させていただいた。最緯と議論に始まり、多数のテーマに関する議論を得る事がで後に本領域国際共同支援班に機会を頂きましたことに感謝いきた。また、上記の総説論文も既に参考として新たな研究テ

たします。

ーマ策定をされていたことは、執筆の苦労が報われつつある

水素の特質を説明中（文責：A02 九州大学

40

複合アニオン化合物の創製と新機能林 克郎）

Mixed Ani n

レクチャーツアー（ヨルダン）開催報告
ヨルダンの首都アンマン（Amman）にあるヨルダン大学の

した。懇談
（お茶）
をした中庭のガーデンは手入れが行き届いからの招待で、Professor Mahmoud Al-Hussein（写真左）ており素晴らしかった。王子は人柄も良くて国民にも人気がNinth Petra School of Physics の Keynote Guest Speaker

あり、帰り際には一人一人と抱き合って別れの挨拶をされた。

（Distinguished Invited Speaker）
としてヨル ダン 大 学

翌日は Irbid 市にある Yarmouk 大学に移動し、「Precise（University of Jordan）
および Irbid 市にある Yarmouk 大学

Structure Analysis and New Material Exploration of

において講義（基調講演）を行った。ヨルダンは中東の王国（世

Oxides and Mixed-Anion Compounds for Oxide-Ion

襲制）
である。本新学術領域の国際活動を行う地域としてもConductors and Photocatalysts」というアドバンストコー

ユニークなので、レクチャーツアーとして報告したい。

スの講義を約1時間行った。複合アニオン化合物ではアニオ

まず開会式では主催者である Professor Mahmoud Al-

ン種ごとに異なる化学結合を放射光 X 線回折の MEM 解析に

Hussein の挨拶の後、ヨルダンの王子 Prince Al-Hassan bin

より理解できることを説明した。他にもイオン伝導経路の可Talal の挨拶があった。その後王子から直接 Distinguished

視化や構造に基づいた新物質の設計と探索により発見した新Invited Speaker 一人一人に感謝状の贈呈があった。ヨル

材料と特許取得についても説明した。アパタイト型イオン伝ダン大学では「Crystal Structure of Oxides and Mixed-

導体の結晶構造とイオン伝導機構では、格子間酸素モデルがAnion Compounds」という題目で酸化物と複合アニオン

信じられてきたが、我々の単結晶中性子回折実験により、Si

化合物の結晶構造の基礎について 1 時間半程度の講義を行っ

空孔モデルが正しいことを示した。

た。酸化物や複合アニオン化合物などのセラミックスの定義

講演後、いくつかの共同研究や留学したいという申し出もからリートベルト法など結晶構造解析の基本および最大エンあり、今後はヨルダンなど中東の国とも、複合アニオン化合

トロピー法
（MEM）
による化学結合やイオン伝導経路の可視物をはじめとする共同研究を行うことができると期待したい。

化の基礎について講義を行った。また、酸化物イオンと窒化ヨルダンの人たちは日本人をはじめとする外国人にも大変親物イオンなどを含む複合アニオン化合物によりバンド構造や切であり、今後共同研究や学術交流も信頼してできそうだと物性をコントロールできることを説明し、いくつかの複合ア思った。ヨルダンでの 1 週間の後、オランダのアムステルダ

ニオン化合物の電子密度解析について解説した。講義の後、ムに移動して二つの基調講演を行った後、帰国の途に就いた。

数人の学生から研究内容や日本に行って博士課程の学生として留学
したいが奨学金はあるかなど熱心な質問があった。しかも質問してきた学生の大半が女性であり、学
習意欲および研究意欲の高さに驚かされた。ヨルダン大学での講義の後、他の Distinguished Invited

Speaker と 共 に 王 宮 に 招 か れ て
Prince Al-Hassan bin Talal と懇談（文責：A02 東京工業大学

八島 正知）

News Letter Vol.541領域ニュース

レクチャーツアー（ドイツ）開催報告
初年度の英国、二年度のスペインに次いで、今年度はド

11月6日（火）

イツにて11月 5 日から11月16日に渡ってレクチャーツアー

朝、Jürgen 氏が迎えにきてくれ、軽い観光（ポルシェミを行った。シュツットガルト、アーヘン、ドレスデン、ダュージアム）と食事のあと、シュツットガルト大学の化学科

ルムシュタットの 4 都市、5 研究機関を訪れ、5 回のレクチを訪問した。何人かの教授と面会したが、Thomas Schleid

ャーをした。以下に時系列でその概要を感想とともに報告

教授と Rainer Niewa 教授との会談は非常に印象に残った。

する。

Niewa 教授とは2009年に少しだけ話したことがあるが、小生は当時窒化物に対して経験がなかったこともあったのか、
それほどの印象はなかった。しかし、今回はアモノサーマ

11月5日（月）ル反応など様々な手法を開発しながら、固体化学のセンス

関空からフランクフルトを経由してシュツットガルトへとともにユニークな窒化物を作りだしていることがわかり向かった。9 月末のタイ出張時に急性腰痛症になり一週間ほ興奮した。初めてお会いした Schleid 教授の研究は本講演

ど入院していたため、移動にはかなり気を使ったが、大き旅行でのもっとも大きなサプライズであった。彼の論文のな問題もなく到着した。空港には、Jürgen Kohler 氏（マッ

いくつかはみたことはあったが、非酸化物の複合アニオン

クスプランク研究所）が迎えにきてくれて、ホテルで夕食を化合物に対する圧倒的な研究の質と量に大きな刺激を受けとった。Jürgen は、過去二回のシュツットガルト出張でもた。物性としての興味は蛍光材料に限られていたが、他のお世話になり、京都にも一回お呼びしたことがある。最近

物性への展開の可能性も大いにあると感じられ、今後の交のマックスプランクの状況とともに、彼が運営する国際会

流や共同研究の可能性について話し合い、学生を 2019 年

議や最近の中国の動向について話をした。あいにく翌週にに短期招聘する予定でいる。
「Exploring novel functions

三年に一回の研究所の評価を控えているためどの先生も忙from mixed-anion compounds」というタイトルの講演しそうとのことであった。あまりよくないタイミングであをしたあと、Thomas の部屋でウィスキーのテイスティンったようだ。

グをしたあと、何人かの先生と食事をとった。来年 5 月のJürgen Kolher 教授

42

複合アニオン化合物の創製と新機能

右から、Shleid 教授、Niewa 教授、Song Hak 博士

Mixed Ani n

E-MRS で私とともに複合アニオンのセッション（AMIN3）を運営する組織委員の一人である Yoon Song Hak 氏との今後のことについて話し合った。

11月8日（木）Simon 先生には、私が生まれる前の1967年に書かれた化
合物中の負の電荷をもつ水素（ヒドリド）
に関する論文をいただいた。この頃からに着眼された研究をされていたこと

11月7日（水）に感銘を受けた。Bettina からは、ちょうど翌週の評価会議

朝、Jürgen がホテルまで迎えにきてくれ、マックスプでのプレゼンファイルを使いながら説明を受けた。彼女のランク研究所へ向かった。前回、前々回の滞在では、固体講演は何回か聞いたことはあったが、その全体像や方向性

化学の巨匠の Arndt Simon 所長と Martin Jansen 所長ががよくわかり、感銘を受けた。Jürgen や Bettina と食事をおられたが、二人が去ってから、高木英典先生と Bettina

とったあと、「The role of hydride anion in oxides: novel

Lotsch が所長となったのでどのように変わったのか興味がproperties induced by H–」というタイトルの講演をした。

あった。両グループのスタッフや学生と個別議論をし、研50名を超える人にきていただいてありがたかった。水素の究室をみせていただいた。磯部さんとは、上田寛研究室時

状態に対する示唆に富む指摘を受けた。その後、Jürgen に代の同僚であり、久々に時間をとってしゃべることができた。

Stuttgart 駅に送ってもらい、17時頃にシュツットガルトを

マックスプランクではいつも驚くことであるが、高木グル

出てアーヘンに向かった。ドイツといえば、時間に厳しいープにも素晴らしい実験装置が数多くあり、うらやましくと思っていたが、電車に関していうと近年いろいろな問題感じた。高木グループの若手メンバーによる発表をきいた。

があり、遅れるのが当たり前になったと聞いた。私の場合非常に面白い成果をいろいろとでていることを知って刺激

も Köln 駅で寒さのなか（腰痛につき荷物をもって動きたくになった。その後、高木先生には夕食をごちそうになった。

ないので）立ったまま 2 時間以上も待たされることになった。

3 年に一度の研究所の評価会の直前であるにもかかわらず時

ホテルについたのは23時であった。

間をとっていろいろなアドバイスをいただけたことに感謝

11月9日（金）している。

朝、ホテルにアーヘン工科大の Richard Dronscowski 教
授にきていただき、大学へ向かった。午前中は、Richardとの雑談やボロンクラスターに関するセミナーを聞いた。
ドイツ語であったが、スライドでなんとなくわかるのでい
く つ か 質 問 し た。そ の 後、昼 食 を と っ た 後、「Exploringnovel functions from mixed-anion compounds」というタイトルの講演をした。彼には、酸ハライド光触媒に関するマーデルング解析の話は是非聞いて欲しかったが、好意的なコメントをと同時に、彼らが開発している LOBSTAR（“ Local Orbital Basis Suite Towards Electronic-

structure Recognition”）を使うと色々なことができるとい高木英典先生うコメントをいただいた。Dronskowski 教授には、その後、News Letter Vol.543領域ニュース

アーヘン市街を紹介していただいたあと食事をご馳走にな

安岡先生は、小生が物性研の助手の時代の所長であり、評った。2008年にフランスであった国際会議で初めてあり、

価委員の上田寛先生との縁も深い（上田先生の還暦パーティ

その後も話す機会があったが、今回は深く話すことができには、安岡先生にサプライズゲストとしてきていだいた）。

てよかった。酸ハライド光触媒の研究をしている D1の加藤

年に数ヶ月、ドレスデンで NMR の実験をされているそうだ。

君をアーヘンに派遣する方向で進めている。ちなみに、日80歳を超えてまだ現役で実験をされている！

本では、評価者の吉川先生や東北大の山根久典先生と長きにわたる交流がある。この 8 月には LOBSTAR のサマース
クールを我々の新学術の企画で、北陸先端大で開催されることが決まっている（前園先生と本郷先生が世話人）。

11月11日（日）唯一の休日である。朝に向かいの安岡先生の部屋で奥様と一緒に朝食をいただいた。奥様は上田先生のこともよくご存知で昔話をいろいろと伺った。その後、播磨新学術で滞在中の東大・有馬研の博士課程の学生さんと安岡先生と 3人でドレスデンの旧市街地に向かい、安岡先生のガイドで街を紹介していただいた。昼食後、安岡先生と別れ、学生さんと美術館などにいった。美術館の目当ては、天使で有名なラファエロの「システィーナの聖母」である。夕方は、ふたたび安岡先生と一緒に食事をいただいた。

Dronskowski 教授

11月10日（土）
この日はアーヘンからドレスデンの移動である。今回の旅は地図をみるとやや非効率であるが、会いたい人も皆忙しいため致し方ない。二日前にケルン、アーヘン間の電車
でひどい目にあったので、1つ早めの電車に乗った。ケルン

安岡弘志教授では少し時間の余裕があったため、ケルンの大聖堂を見にいった。二十年前の初めての欧州でみたときは感動したが、11月12日（月）今回はあまり何も感じなかった。幸い、ケルンからの電車

安 岡 先 生 に 実 験 室 を み せ て い た だ い た あ と、Claudia

はどれも遅れることなく時間通りに Dresden 駅に到着した。

Felser グループの Peter Adler や Chandra Shekhar らと議駅には安岡弘志先生に迎えにきていただき、食事をご馳走論した。Peter と Chandra は、昨年度、小生の研究室の村になったあと、マックスプランク研究所内の宿舎についた。

上泰斗君が Claudia の研究室に滞在した際にメスバウアー

44

複合アニオン化合物の創製と新機能

Mixed Ani nや単結晶合成でお世話になった人である。Yuri Grin 所長は、不在であったが、彼のスタッフやポスドクとあった。
「The

roles of hydride ions in tuning chemical and physicalproperties」というタイトルの講演のあと、Claudia と一時間ほど話した。Leibniz Institute の Martin Valldor 氏とあった。Martin は複合アニオン化合物を沢山作っており、今でも自ら実験しているそうだ。彼の複合アニオンに関する論文（例えば、Inorganics 2016, 4（3）, 23;）はいつも示唆に富んでいる。その後、Peter に夕食をご馳走になった。

11月13日（火）Clemens 教授（左下）と学生さん

この日も Claudia グループの 3 名の研究者と話した。世界中から優秀なポスドクが集まるのは羨ましく感じた。た11月15日（金）だ、所長が忙しすぎてほとんどコミュニショーションをと

朝、ホテルをでてバスでフランクフルト空港へ向かった。

れないなど、大グループならではの難しさもあるようだ。

普段は飛行機の中でもパソコンで仕事をしているが、疲れ

その後、Peter に Dresden 駅まで送ってもらい、飛行機でていたのでほどほどにして睡眠をとった。もっとゆっくり

Frankfurt へ、バスで Darmstadt に移動し、ちょうど出張

滞在したいという気持ちがある一方、やはりいろいろな人

帰りの Oliver Clemens 教授と夕食をとった。Oliver からにあって複合アニオン系を布教したいという気持ちのほうはちょうど八月の領域会議中「11月上旬に日本にくるついが勝ってしまいどうしてもハードなスケジュールになってでに京都にいきたい」というメールを読み忘れていたことしまう。来年度のレクチャーツアーは米国を考えているがが最後の滞在地へとつながった。研究能力も性格も優れ、どうなるだろうか。

これから良い関係を築ける予感がした。

11月14日（木）Darmstadt 工科大学にいき、学生やスタッフと話した後、「New Opportunities in Chemistry and Physics frommixed-anion compounds」というタイトルのセミナーをした。学生の単位にもなる科目なので異分野の学生も大勢いた。Darmstadt 工科大学に着任されたばかりの Anke

Weidenkaff 教授とも会うことができた。その後、Oliver に研究室をみせてもらったあと、彼の学生と一緒に食事をした。Olivier は電気化学を使って酸フッ化物などの新規化合物の合成および電極材料としての応用を目指している。

（文責：A01 京都大学

陰山 洋）News Letter Vol.545

領域ニュース

国際活動支援報告－海外体験記
アメリカ

NIST での中性子実験

A02分担 京都大学大学院 工学研究科 物質エネルギー化学専攻 山本
実施場所：アメリカ

隆文

National Institute of Standards and technology（NIST）

実施期間：2018年6月14日（木）～ 7月21日（土）

2018年6月14日から約一か月間、国際活動支援の援助をtransition metal oxyhydrides”という題目で約一時間のセミ

受けて、アメリカの NIST に滞在しました。NIST では Craig

ナーを行わせていただきました。中性子科学者たちは水素に（装
Brown 博士のもと、約一週間の粉末中性子回折測定実験

強い興味を示しており、重水素置換に関する質問などがでました。

置名 :BT1）と約一週間の準弾性散乱測定実験（装置名 :DCS）をまた 7 月 5 日にはワシントン DC 近くにあるメリーランド大行いました。BT1での回折実験では、酸水素化物の構造解析

学の Efrain Rodriguez 研究室に訪問して、“Structure and用の実験や、磁気回折ピークの測定、酸セレン化物の低温実

properties of mixed anion compounds”という題目でセミ

験など、様々な複合アニオン化合物の実験を行い非常に有意ナーを行いました（写真）。トークの合間にも質問してもらうよ

義な測定となりました。DCS の方はヒドリドの拡散を見るため

うなラフな形式で行い、2 時間近く活発に議論を行いました。

に準弾性散乱実験を行いましたが、測定後装置に不備が見つ

Rodriguez 研は主にカルコゲナイド化合物に関する研究を行かり、残念ながら測定したデータはすべて意味のないものであっており、複合アニオンの研究にも強い関心を示していました。

るとわかりました。不備は前ユーザの手違いによるものであり、NIST はワシントン DC から車で30分から 1 時間程度離れ

私たちの責任ではなかったので、将来再度測定を行うつもりです。

たところにあり、交通の便も悪いので、滞在期間中はレンタ

NIST での滞在期間中は中性子施設内に専用のデスクを与カーを借りて通勤していました。これまであまり長期間海外えてもらい、測定のないときは、解析などデスクワークを行に滞在した経験がなかったので、非常に刺激的な一か月になっていました。また、“NCNR Seminar”という NIST の中性りました。サポートしてくださった複合アニオン新学術領域、

子センターで働く研究者内でのセミナーを Craig Brown 博

並びに陰山洋教授にこの場を借りて感謝申し上げます。

士にホストをしていただき、“Structure and properties of

NIST の様子

46

複合アニオン化合物の創製と新機能

メリーランド大学でのセミナー

Mixed Ani n

国際活動支援報告－海外体験記

ANSTO にいったい何があるというのですか
公募研究 A03 東北大学理学研究科 青山拓也・公募研究 A02 東北大学金属材料研究所 南部雄亮

実験場所：オーストラリア ANSTO（Australian Nuclear Science and Technology Organisation）
出張期間：2018年6月7日（木）～ 6月10日（日）
緒言。複合アニオン領域では酸窒化物や酸フッ化物など単メルボルンに放射光実験施設、シドニーに研究用原子炉を一試料に複数種のアニオンを含んだ物質を研究のターゲット

運用している。原子炉には Australian Centre for Neutronとしているため、しばしば周期表上で隣り合う軽原子を見分

Scattering（ACNS、かつては National Deuteration Facility

ける必要に迫られる。X 線が電子数の二乗に比例した散乱断と合わせて Bragg Institute と呼ばれていた）によってオース

面積を持つのに対して中性子の散乱断面積は必ずしも電子数

トラリア固有種の動物名を冠した15種類の中性子散乱実験用に比例しないため、化学分析では決定できないアニオン元素

ビームラインが設置されている。ACNS はシドニー国際空港の位置まで回折実験から決定できることから本領域でも測定から車で1時間程度南に位置しており、電車とバスでもアクセ

プローブとして重要な位置を占めている。今回はそのようなス可能であるが週末や夜間の移動が不便であるため空港で車

モチベーションに加え、中性子散乱実験のもう一つの特性でを借りて移動した。今回は宿舎として敷地内のゲストハウス

ある磁気構造解析を主題とした実験をおこなった。本稿ではを利用したため宿舎と実験施設の間の移動は問題なかったが、班間連携の共同研究として実施したオーストラリア ANSTO

週末にはバスの運行が限られていることに加え敷地内のレスにおける中性子回折実験について、青山がユーザーから見た

トランが閉まっているため移動手段の確保は必須である。

中性子回折実験・現地滞在に関する報告、南部が中性子ビーム研究者として見た施設報告を記した。

実験。今回は粉末試料に対する結晶・磁気構造解析を行う
ため Echidna（ハリモグラ）と名付けられたビームラインを使渡航前。オーストラリアは滞在にビザが必要である。さ用した。測定は無冷媒冷凍機を試料スペースに設置し、5～らに中性子回折実験を行うためには特殊業務従事のための300K までの温度変化を20点程度、1 日あたり 1 試料というペ

subclass 400というクラスのビザが必要であった。申請・ースで実施した。ビームに完浴する 5cm 程度の試料管を上下入金などの手続きはすべて web 上で行うことができ、所属両側でコールドプレートと熱接触させており、上下にそれぞ組織の ID カード・金融機関が発行した bank statement をれ温度計が設置されていたため、設定温度へのアプローチや送付後、2 週間程度で発行された。諸々の渡航手続きの認可

温度安定性が大変優れていたのが印象的であった。温度制御を待つ間は試料作りである。中性子散乱には数グラム級の試を含め装置の安定性が高いため、試料インサート後に測定時料が必要であるため、普段行っている試料合成の条件を調整

間・温度を設定すれば外部ネットワークからアクセスすることして大量生産する必要がある。単に仕込み量を増やせば作業で実験の経過を随時監視することができた。今回は合計 4 試は楽であるが、元の条件がそのまま適用できず多くの不純物料を 4 日間で測定するハイペースな実験であった。途中、近が現れてしまった。手間はかかるが必要量が得られるまで少隣の交通事故のせいで ANSTO に入れず車で周回し続けたり、量バッチの合成を繰り返して最後に混ぜる、という方法が結南部が次の実験のためにフランスへ行ったりとトラブルもあっ局のところ近道であった。

たが、何とか実験時間内に磁気構造を決定し、オーストラリ

出発。ANSTO はオーストラリアにある研究組織であり、アのハイレベルなレストランを楽しむ食事時間の確保もできた。

News Letter Vol.547

領域ニュース

中性子粉末回折について。粉末試料について中性子回折めて構造を解くことができる大変強力な測定プローブである。

を行う場合、核破砕炉と定常炉の選択肢がある。日本の装置

しかしながら、見たい現象に対して実験をデザインし、目的で言うとそれぞれ J-PARC と JRR-3に該当する。一般に核破の実験のためにどの施設のどの装置が適しているのかを判断

砕炉の方がパルスの特徴を活かして中性子強度が強い場合がするのはやはり難しい。施設・装置の選定をしたのちも、プ

多いが、得られるデータの分解能関数が複雑になりがちであ

ロポーザル提出・渡航手続き・現地でのコミュニケーション

る。これに対処するため、標準試料に対し le Bail 解析を行など超えるべきハードルは山積である。新学術領域の恩恵はうことで予め分解能関数を見積もり、それらを固定した上でその経済的サポートだけでなく、上記の様々な問題を相談で

Rietveld 解析に移ることが一般的である。一方、定常炉の角きる専門家が多く領域内に組閣されていることである。その度分散型装置の方が分解能関数を記述するパラメータが少な恩恵を受けてしっかり研究を進めたい。

く、データが素直で扱いやすい。角度分散型の装置としては、停止している JRR-3の HERMES 以外には、アメリカ NIST の BT1、ORNL の POWDERなど各施設に必ず一つ以上は存在するが、今回はこれまでの共同研究の経緯と信頼性から ECHIDNAを選んだ（日本とオーストラリアの時差が少ないというのも理由である）。ちなみに、ECHIDNA は高分解能をうたっておりハリモグラの針を高分解能に見立てて装置の名前を付けたのか、と聞いたところ、そこまで考えて名付けたわけではない、とのこと。
結び。中性子回折実験は複合アニオン化合物の結晶構造・アニオン配列だけでなく磁気構造を含

装置前にて

48

複合アニオン化合物の創製と新機能

左から青山、南部

Mixed Ani n

班内留学報告 No.1：殷研－前園・本郷研（不純物準位を有する酸化チタンのバンド計算）
東北大学大学院 環境科学研究科 先端環境創成学専攻 修士課程2年

野田千暁

所属研究室：東北大学 環境科学研究科 殷研究室
受入研究室：北陸先端科学技術大学院大学 前園・本郷研究室
受入期間：2018 年 6 月13日（水）
～15日（金）2018年 6 月13日から15日までの 3 日間、北陸先端科学技を経て想像以上に計算科学は難しいことを体感しました。し

術大学院大学前園・本郷研究室を訪問しました。訪問期間中

かし、計算の手法は習得することができ、とても良い経験には自身の研究で扱っている炭素ドープ酸化チタン（可視光応

なったと感じています。

答型光触媒）のバンドギャップ計算を試みました。代表的な

また、本留学で新たな世界を知ることができました。前園・

光触媒である酸化チタンの研究は無数存在します。その中で本郷研ではスパコンによるシミュレーションを行っており、

酸化チタンにおけるバンド構造計算の研究も数多くあり、ア

実験室と居室が同一でした。学生は基本コントロールパネル

ニオンをドープした酸化チタンを対象とした研究もあります。

を用いてパソコン作業を行っており、見たことのない光景をしかし、これらのほとんどの研究ではアニオンをドープした

目にすることができました。

際に生成すると考えられる酸素欠陥が考慮されていません。

お忙しい中、指導してくださった本郷先生、温かく迎え入バンド構造は光触媒反応のメカニズムの解明にも繋がってい

れてくださった前園・本郷研の皆様、本当にありがとうござるため、バンド構造を理解することは重要であると考えました。

います。また、このような素敵な機会を与えていただいた新

そこで自身の実験データを基に、ドープされた炭素の量およ

学術のプログラムに心から感謝申し上げます。

び酸素欠陥を考慮した炭素ドープ酸化チタンのバンド構造計
算を行うために前園・本郷研に留学しました。
計算科学をまわすためにはまず物質のモデルをつくる必要があります。自身の場合、ドープされている炭素の量は微量であるため、酸化チタン（アナターゼ相）の単一セルを複数個用いて拡張セルをつくり、そのうち一つの酸素原子を炭素に置き換え、もう一つの酸素原子を除去しました。置き換える
酸素と除去する酸素の相関位置も考慮して複数のモデルを作製して計算をまわしました。しかし計算の結果、いずれのモデルにおいてもバンドギャップが消失してしまいました。ドープされていない酸化チタンにおいては既報と近い値が得られたため、作製したモデルに問題があるとみています。現在
も実験の隙間時間にモデル作製を行っています。今回の留学

炭素ドープ酸化チタンのバンド構造計算結果の一つ

News Letter Vol.549

領域ニュース
班内留学報告 No.2：前園研究室－稲田研究室（シミュレーション環境の整備と研究対象に対する意識共有を目的とした訪問）
北陸先端科学技術大学院大学 所属 博士前期課程2年

内村慶舟

所属研究室：北陸先端科学技術大学院大学 前園研究室
受入研究室：九州大学 中央分析センター 稲田研究室
受入期間：2018 年 8 月 1 日（水）～7 日（火）
普段相手にしているのはコンピュータの中の物質であり、合成では、BaTiO3 の合成を行った。通常の水熱合成で得お望みとあらば、好きな位置に好きな原子を配置して、電子られる BaTiO3 は擬立方晶であるが、溶媒にエチレングリコ

状態計算を行うことができる。そういった訳で実際に試料をールを添加することで正方晶の BaTiO3 が生成される。しか作るプロセスとなるとイメージが湧きづらく、予てより、自しその詳しいメカニズムは未だ解明されておらず、ここに第分の手で合成や解析を行ってみたいと思っていた。一方私達

一原理計算によるアプローチが期待されている。実際に合成の研究グループは、DFT とそれを核とした周辺パッケージにを行う中で、「この段階で何が起きているかを計算で確認すよる定形の基礎物性計算（バンド分散 / フェルミ面 / フォノン

ることはできるだろうか」と考えることは非常に刺激的な体分散 / 構造安定性評価）の技術移転を行っている。今回は班験となった。最後に出来た BaTiO3 を電子顕微鏡で確認した

内留学制度を利用して稲田研究室を訪問し、計算の技術移転ときには、別に疑っていたわけではないが、「本当に出来るんだ」

を行うとともに、空いている時間で実際の合成を体験させてという感想を抱いた。幼稚に聞こえるかもしれないが、これ頂く事ができた。

が私の正直な感想である。

今回の技術移転では、自分が帰ったあとでも遠隔で計算を今回の留学に当たって、稲田先生には大変丁寧に対応して続けるための環境構築と、計算の流れをイメージしてもらう

頂いた。また、同研究室修士課程の井上さん、平岡さん、古ことに注力した。今回行う計算は非常に工程が多く、おおま

田さんにも非常に暖かく対応して頂き、居心地よく研究室でかに見積もって1000 弱程度の計算を行う必要があることが過ごすことが出来た。特に古田さんは、実験経験のない私に、予想された。従って、基本的な linux の操作方法に加えて、合成手順を一から丁寧に教えて頂き、こちらの初歩的な質問

自動で計算を進めていくためのスクリプトの習熟にも努めてにも真剣に答えて頂いた。また、私の段取り不足もあり、過頂いた。またスクリプトを走らせている片端、DFT や、フォ密となってしまった技術移転スケジュールに対しても真摯に取

ノン計算に関する理論的な解説も行った。

り組んで頂いた。この場を借りて心から感謝申し上げたい。

合成した BaTiO3 の電子顕微鏡画像

50

複合アニオン化合物の創製と新機能

稲田研究室メンバーと内村 / 中央分析センター前

Mixed Ani n

班内留学報告 No.3：長谷川研－関場研（酸水素化物薄膜中の水素定量）
東京大学大学院 理学研究科 博士課程3年

沓澤大

所属研究室：東京大学長谷川研究室
受入研究室：関場研究室
受入期間：2018 年 4 月 17 日（火）
我々の研究室では、酸水素化物、酸窒化物をはじめとした複合アニオン化合物の単結晶薄膜を合成し、その機能開大なるご不便をおかけしたと思うが、温かいご指導のおかげで無事に水素を定量することができた。

拓に取り組んでいる。単結晶薄膜は結晶粒界の影響が小さ

本留学を通して、文献のみからでは理解できなかった実いことから、バルク単結晶の合成が困難な複合アニオン化際の測定システムや実験の困難さなど、非常に多くの有意合物の電気輸送特性を議論するのに適したモデルといえる。

義な経験をさせて頂きました。快く送り出してくださった

一方で、化学組成の定量、とりわけ水素定量には困難が付指導教官の長谷川先生と廣瀬先生、受け入れてくださったきまとう。一般に、薄膜中の水素定量の手法としては主に、

関場先生をはじめとした関場研の方々、そして貴重な機会

二次イオン質量分析法（SIMS）、昇温脱離法
（TDS）、イオンを与えてくださった「新学術領域：複合アニオン化合物のビーム分析法の 3 つがある。このうち SIMS と TDS は破壊

創製と新機能」に心から感謝申し上げます。

分析であるため、同一試料において組成定量から種々の物性測定までを一貫して行うには適していない。一方で、イ
オンビーム分析法の一つである弾性反跳粒子検出法（ERDA）
は加速したイオンによって反跳した水素を高精度に検出す
る非破壊分析である。また、その散乱確率はほぼ厳密に分かっているために絶対定量が可能である。そこで、本領域の班内留学制度を利用して筑波大学の関場研に短期留学し、ERDA による酸水素化物単結晶薄膜中の水素定量を行った。
本留学では、筑波大学の応用加速器部門にある1MV タン
デトロンを用いて実験を行った（右図）。実験当日は、普段扱わない装置群を前にして関場先生や関場研の学生には多1MVタンデトロン加速器と測定系

News Letter Vol.5

51

領域ニュース

アウトリーチ活動報告抜粋（2018.6 ～ 2018.12）
2018.6.2

研究室見学会

A01稲熊、植田が、学習院大学高校教員対象大学説明会において、研究室見学会を実施した（高校教員約30名参加）。
2018.6.2

出張講演

A02八島が、桐蔭学園高等学校の生徒対象に、複合アニオン系を含む材料科学・化学のおもしろさを説明した。
2018.6.11

光触媒プレスセミナー“エネルギー変換型光触媒”
A03前田が、東京工業大学で開催された第 1 回 Tokyo Tech Research Festival に参加し、という題目の展示およびポスター発表を行った（企業関係者170名参加）。

2018.6.20

出張講義

A01片桐が、“生物や自然に学ぶ機能材料の創成”という題目の模擬授業を広島県立大門高等学校にて行った（高校生
73名参加）。
2018.6.23

スーパーサイエンスハイスクール（SSH）特別実習

A03前田が、埼玉県立浦和第一女子高等学校の生徒を対象とした SSH 特別実習を実施し、“光で促進する水の電気分
解～光触媒で水を分解してみよう！～”という題目の模擬講義および体験実習を行った（高校生10名、教員 2 名参加）。
2018.6.30

研究室見学会

A01稲熊の研究室において、日本セラミックス協会主催の2018セラミックス大学第3回講義の前に、研究室見学会を実施した（企業および大学生14名参加）。

2018.7.11

出張講義

A01稲熊が、学習院女子高等科生を対象に“身近にある化学とその中身”と題して出張講義を行った（高校生24名参加）。
2018.7.14

夢ナビ Talk

A01是津が、東京ビックサイトで行われた夢ナビライブ2018東京会場の高校生を対象とする大学研究＆学問発見を目的とした国公私立大学合同ガイダンスにて、3 分間のプレゼンテーション（夢ナビ Talk）、30分間の講義（講義ライブ）を実施した。
https://yumenavi.info/WNF012/WNF012_Talk_O.aspx?sq=2018t03601&fromuniversity=G

2018.7.14

豊田工業大学オープンキャンパス2018

A02山方が、オープンキャンパスに来場の高校生に対して、“光触媒を使って 太陽光と水から水素をつくるエネルギ
ー問題や環境問題を解決！”という題目の模擬講義および体験実習を行った（高校生12名、教員 2 名参加）。
2018.7.21

つくば市立春日学園義務教育学校の夏休み職場見学

A01伊豫らが、「超伝導と新物質探索」と題した講演と実験室見学ツアー、並びに簡単な圧力と低温の実験を行った。
講演では、新しい超伝導物質の合成について実際の手順を説明した。実験では、液体窒素を使った超伝導体浮上や圧力で空き缶を潰す実験を行った。
（中学生 2 名参加）。

52

複合アニオン化合物の創製と新機能

Mixed Ani n

2018.7.26-27

KID’S のための SUPERSCIENCE

A01陰山グループ学生 4 名が、KID’S のための SUPER SCIENCE にて、出雲科学館にて超伝導の模擬実験を 2 日間にわたり行い、多くの中学生が参加した。その模様は27日の NHK 放送「おはよう島根」で紹介された。さらに出雲高校の生徒相手に 2 時間におよぶ講演を行った。

2018.7.30-31

夢・化学 -21「北海道大学化学系への二日体験入学」

A01鱒渕が、北海道の高校生を対象としたセラミックス合成の模擬講義および体験実習を行った（高校生 1 名、修士学生 2 名、教員 1 名参加）。
2018.7.30

神奈川大学子どもサマースクール2018

A01本橋が、神奈川大学子どもサマースクールにて、「魔法の石ころで遊ぼう」と題し、身の回りで活躍する複合アニ
オン材料の体験実習を行った（小学生30名、親20名参加）。
2018.8.2

2018年度理学部オープンキャンパス・研究室展示

A03長谷川の研究室において、中高生を中心に 1 グループ10名程度でラボツアーを実施した（共同実施者：A03近松）（約150名参加）。

2018.8.3

サイエンスキャスティング2018

A01鬼頭が、つくば国際会議場によるサイエンスキャスティング2018の一環として、産総研第 2 事業所にて、研究者の立場による“機能性材料の開発を目指して”という題目で超伝導体の応用、現状に加えて複合アニオン APX 系化合物の材料開発紹介、磁気浮上実験の出前講座を行った（中学生 4 名、教員 1 名参加）。
2018.8.3

学習院大学オープンキャンパス2018

A01稲熊、植田が、大学オープンキャンパス2018にて、研究室見学を実施した（高校生および保護者のべ約120名参加）。
2018.8.6-10

TOCAT8

A03前田が、国際会議 TOCAT8にて、研究室の研究内容を伝える展示ブースを設置し、世界の研究者に向けて情報発信を行った。

2018.8.8

ひらめき★ときめきサイエンス

A01是津が、小学生・中学生を対象として科学研究費補助金（KAKENHI）をもとに行った研究成果を、体験型講義を通して紹介する「ひらめき☆ときめきサイエンス2018」を実施した（小学生36名、中学生 9 名、高校生 4 名参加）。
2018.8.8

体験学習

A02八島、藤井が、桐蔭学園高等学校の生徒を対象に、複合アニオン系を含む材料科学・化学のおもしろさについて、実際に簡単な実験をとおして気づかせる体験学習を行った。

2018.8.10

東京工業大学オープンキャンパス2018

A03前田が、東京工業大学オープンキャンパス2018にて“大学の化学実験を体験！光触媒で水を分解して水素を作る！”という題目の模擬講義および体験実習を行った（高校生25名参加）。

News Letter Vol.553領域ニュース

2018.8.20

出張講義

A02八島が、日本大学駿河台キャンパスで実施された日本セラミックス協会第25回高校課題研究フォーラムにて、主に高等学校の教員を対象に「高校化学教科書の問題点」について 1 時間程度の講義を行った。
2018.8.21-22

広島大学オープンキャンパス2018

A01片桐のグループが、広島大学オープンキャンパス2018にて演示実験を行った（高校生等211名参加）。
2018.8.24

高校生一日体験化学教室

A03長谷川の研究室において、日本化学会主催のイベントで、太陽電池を作製する実験を実施した（共同実施者：A03
近松）。

2018.8.30

平成30年度

学習院一貫教育

理科研究体験

A01稲熊が、学習院男子中等科の学生を対象に、“蛍光体をつくってみよう”と題して研究体験を実施した（中学生 2名参加）。

2018.8.31-9.1

JAIST「受験生のためのオープンキャンパス」

A01本郷が、JAIST で開催された「受験生のためのオープンキャンパス」にて、JAIST の「スパコン・没入型多面立
体視装置」の見学を実施した（受験生52名参加）。
2018.9.13

出張講義「マルチ機能性光触媒材料の合成と評価」と題として、出張講義を行った。
（研究者、
A01殷が、中国吉林大学に於いて、大学院生、計30人参加）。

2018.9.15

京都大学桂キャンパス研究室訪問

A01陰山と A03阿部の研究室をはじめとする 6 つの研究室を、広島県立安古市高等学校の学生が訪問、見学した（39名参加）。

2018.10.6

スーパーサイエンスハイスクール（SSH）体験プログラム

A02山方が、愛知県立岡崎北高校の生徒に対して、“光触媒を使って 太陽光と水から水素をつくるエネルギー問題や環境問題を解決！”という題目の模擬講義および体験実習を行った（高校生12名、教員 1 名参加）。

54

複合アニオン化合物の創製と新機能

Mixed Ani n

発表論文リスト（2018.6- 2018.12）
1.

Photoluminescence Properties of Layered Perovskite-Type Strontium Scandium Oxyfluoride Activated With
Mn4+, Hideki Kato; Yohei Takeda; Makoto Kobayashi; Hisayoshi Kobayashi; Masato Kakihana, Frontiers in
Chemistry, 6, 467, 2018 DOI: 10.3389/fchem.2018.00467.

2.

A Stable, Narrow-Gap Oxyfluoride Photocatalyst for Visible-Light Hydrogen Evolution and Carbon Dioxide
Reduction, Kuriki, R; Ichibha, T; Hongo, K.; Lu, D; Maezono, R; Kageyama, H; Ishitani, O; Oka, K; Maeda, K,
Journal of the American Chemical Society, 140, 21, 6648 - 6655, 2018 DOI: 10.1021/jacs.8b02822.

3.

Synthesis of the Perovskite SrTaO2N Using C3N4 for Both Reduction and Nitridation., Masubuchi, Y.; Tadaki, M.;
Kikkawa, S., Chemistry Letters, 47, 1, 31-33, 2018 DOI: 10.1246/cl.170953.

4.

Native defects in silver orthophosphate and their effects on photocatalytic activity under visible lightirradiation., Sulaeman, U.; Hermawan, D.; Andreas, R.; Abdullah, A. Z.; Yin, S., Applied Surface Science, 428,
1029-1035, 2018 DOI: 10.1016/j.apsusc.2017.09.188.

5.

Colored amorphous silica‐based powder with TiN nanocrystals precipitated by ammonolysis of Ti–Si–O
ternary glass, Yuki Sagawa; Yuji Masubuchi; Shinichi Kikkawa, Journal of the American Ceramic Society, 102,
109-117, 2018 DOI: 10.1111/jace.16078.

6.

Design of Ag3PO4 for highly enhanced photocatalyst using hydroxyapatite as a source of phosphate ion, Uyi
Sulaeman; Suhendar Suhendar; Hartiwi Diastuti; Anung Riapanitra; Shu Yin, Solid State Sciences, 86, 1-5, 2018
DOI: 10.1016/j.solidstatesciences.2018.09.015.

7.

Light Absorption Properties and Electronic Band Structures of Lead Titanium Oxyfluoride Photocatalysts
Pb2Ti4O9F2 and Pb2Ti2O5.4F1.2, Haruki Wakayama; Keishu Utimula; Tom Ichibha; Ryo Kuriki; Kenta Hongo; Ryo
Maezono; Kengo Oka; Kazuhiko Maeda, The Journal of Physical Chemistry C, 122, 46, 26506-26511, 2018 DOI:
10.1021/acs.jpcc.8b08953.

8.

Mechanistic Insight on the Formation of GaN:ZnO Solid Solution from Zn-Ga Layered Double Hydroxide Using
Urea as the Nitriding Agent, Kiyofumi Katagiri; Yuki Hayashi; Risa Yoshiyuki; Kei Inumaru; Tomoki Uchiyama;
Noriyuki Nagata; Yoshiharu Uchimoto; Akinobu Miyoshi; Kazuhiko Maeda, Inorg. Chem., 57, 21, 13953-13962,
2018 DOI: 10.1021/acs.inorgchem.8b02498.

9.

Formation of vertically grown 1D TiO2 nanorods on the surface of Al2O3/Ti composites by simple heat treatment
and their photocatalytic performance, Sheng fang; Tomoyo GOTO; Sung Hun; Hideki HASHIMOTO; Shu YIN;
Soo Wohn LEE; Tohru SEKINO, J. Ceram.Soc.Jpn., 126, 10, 847-851, 2018 DOI: 10.2109/jcersj2.18133.

News Letter Vol.555

領域ニュース

10.

Novel Br- ion Conducting Solid Electrolyte Based on LaOBr, M.R.I.B. Misran; N. Nunotani; S. Tamura; N.
Imanaka, Journal of the Ceramics Society of Japan, 126, 10, 761-765 , 2018 DOI: https://doi.org/10.2109/
jcersj2.18075.

11.

Development of persistent phosphor of Eu2+ doped Ba2SiO4 by Er3+ codoping based on vacuum referred binding
energy diagram, Kazuki Asami; Jumpei Ueda; Kotaro Yasuda; Kenta Hongo; Ryo Maezono; Mikhail G.Brik;
Setsuhisa Tanabe, Optical Materials, 84, 436-441, 2018 DOI: 10.1016/j.optmat.2018.07.021.

12.

Function of Tetrahedral ZnS 3O Building Blocks in the Formation of SrZn 2S 2O: A Phase Matchable Polar
Oxysulﬁde with a Large Second Harmonic Generation Response, Yoshihiro Tsujimoto; Christian A. Juillerat;
Weiguo Zhang; Kotaro Fujii; Masatomo Yashima; P. Shiv. Halasyamani; Hans-Conrad zur Loye, Chemistry ofMaterials, 30, 18, 6486-6493, 2018 DOI: 10.1021/acs.chemmater.8b02967.

13.

Structural Change in SrSiO3 Induced by Introduction of Nitrogen, Makoto Kobayashi; Jihae Kim; Hironori
Sato; Takuya Yasunaga; Hideki Kato; Kotaro Fujii; Masahiro Shiraiwa; Masatomo Yashima; Masato Kakihana,
Chemistry Letters, 1327-1329, 2018 DOI: 10.1246/cl.180620.

14.

Quantum Monte Carlo calculations of energy gaps from first principles, R. J. Hunt; M. Szyniszewski; G. I.
Prayogo; R. Maezono; N. D. Drummond, Physical Review B, 98, 7, , 2018 DOI: 10.1103/PhysRevB.98.075122.

15.

Intergrowth between the Oxynitride Perovskite SrTaO2N and the Ruddlesden–Popper Phase Sr2TaO3N, Yuya
Suemoto; Yuji Masubuchi; Yuki Nagamine; Atsuo Matsutani; Takeshi Shibahara; Kumiko Yamazaki; Shinichi
Kikkawa, Inorganic Chemistry, 57, 15, 9086-9095, 2018 DOI: 10.1021/acs.inorgchem.8b01079.

16.

Experimental and Theoretical Soft X-Ray Absorption Study on Co 3+ Ion Spin States in Sr2 － xCaxCoO3F, Y-Y.
Chin; Z. Hu; Y. Su; Y. Tsujimoto; A. Tanaka; C-T. Chen, physica status solidi (RRL)-Rapid Research Letters, 12, 8,
1800147, 2018 DOI: 10.1002/pssr.201800147.

17.

New Method for the Synthesis of ß-TaON Oxynitride Using (C6N9H3)n , Koichiro Ueda; Yoshiyuki Inaguma;
Yusuke Asakura; Shu Yin, Chemistry Letters, 47, 7, 840-842, 2018 DOI: 10.1246/cl.180265.

18.

A Stable, Narrow-Gap Oxyfluoride Photocatalyst for Visible-Light Hydrogen Evolution and Carbon Dioxide
Reduction, Ryo Kuriki; Tom Ichibha; Kenta Hongo; Daling Lu; Ryo Maezono; Hiroshi Kageyama; Osamu Ishitani;
Kengo Oka; Kazuhiko Maeda, Journal of the American Chemical Society, 140, 21, 6648-6655, 2018 DOI: 10.1021/
jacs.8b02822.

56

複合アニオン化合物の創製と新機能

Mixed Ani n

19.

Synthesis, Crystal Structure, and Optical Properties of Layered Perovskite Scandium Oxychlorides: Sr2ScO3Cl,
Sr3Sc2O5Cl2 , and Ba3Sc2O5Cl2, Yu Su; Yoshihiro Tsujimoto; Kotaro Fujii; Makoto Tatsuta; Kengo Oka; Masatomo
Yashima; Hiraku Ogino; Kazunari Yamaura, Inorganic Chemistry, 57, 9, 5615-5623, 2018 DOI: 10.1021/acs.
inorgchem.8b00573.

20.

Red-emission over a wide range of wavelengths at various temperatures from tetragonal BaCN2 :Eu2+, Yuji
Masubuchi; Sayaka Nishitani; Akira Hosono; Yuuki Kitagawa; Jumpei Ueda; Setsuhisa Tanabe; Hisanori
Yamane; Mikio Higuchi; Shinichi Kikkawa, Journal of Materials Chemistry C, 6, 24, 6370-6377, 2018 DOI:
10.1039/C8TC01289J.

21.

Property Engineering in Perovskites via Modification of Anion Chemistry, Yoji Kabayashi; Y. Tsujimoto; H.
Kageyama, Annual Review of Materials Research, 48, 1, 303-326, 2018 DOI: 10.1146/annurev-matsci-070317-124415.

22.

High temperature hydrogen gas sensing property of GaN prepared from α-GaOOH, Angga Hermawan; Yusuke
Asakura; Makoto Kobayashi; Masato Kakihana; Shu Yin, Sensors and Actuators B: Chemical, 276, 388-396, 2018
DOI: 10.1016/j.snb.2018.08.021.

23.

A Carbon Nitride/Fe Quaterpyridine Catalytic System for Photostimulated CO2–to–CO Conversion with Visible
Light, Claudio Cometto; Ryo Kuriki; Lingjing Chen; Kazuhiko Maeda; Tai-Chu Lau; Osamu Ishitani; Marc Robert,
J. Am. Chem. Soc., 140, 24, 7437-7440, 2018 DOI: 10.1021/jacs.8b04007.

24.

Analysis of optical properties and structures of nitrogen doped gallium oxide photocatalysts, Yuma Kato;
Muenaki Yamamoto; Akiyo Ozawa; Yu Kawaguchi; Akinobu Miyoshi; Takayoshi Oshima; Kazuhiko Maeda;
Tomoko Yoshida, e-j. Surf. Sci. Nanotech., 16, 262-266, 2018 DOI: 10.1380/ejssnt.2018.262.

25.

Excited-State Dynamics of Graphitic Carbon Nitride Photocatalyst and Ultrafast Electron Injection to a Ru(II)Mononuclear Complex for Carbon Dioxide Reduction, Ryo Kuriki; Chandana Sampath Kumara Ranasinghe;
Yasuomi Yamazaki; Akira Yamakata; Osamu Ishitani; Kazuhiko Maeda, J. Phys. Chem. C, 122, 29, 16795-16802,
2018 DOI: 10.1021/acs.jpcc.8b03996.

26.

Graphitic carbon nitride prepared from urea as a photocatalyst for carbon dioxide reduction under visible lightwith the aid of a mononuclear Ru(II) complex, Kazuhiko Maeda; Daehyeon An; Ryo Kuriki; Daling Lu; Osamu
Ishitani, Beilstein J. Org. Chem., 14, 1806-1812, 2018 DOI: 10.3762/bjoc.14.153.

27.

Highly Stable Solar Water Oxidation by Ta/N-Codoped Rutile TiO2 Anode for Photoelectrochemical Overall
Water Splitting and CO2 Fixation, Akinobu Nakada; Tomoki Uchiyama; Nozomi Kawakami; Shunta Nishioka;
Ryutaro Kamata; Hiromu Kumagai; Osamu Ishitani; Yoshiharu Uchimoto; Kazuhiko Maeda, ChemPhotoChem, ,2018 DOI: 10.1002/cptc.201800157.

News Letter Vol.5

57

領域ニュース

28.

Homogeneous Electron Doping into Non-Stoichiometric Strontium Titanate Improves Its Photocatalytic
Activity for Hydrogen and Oxygen Evolution, Shunta Nishioka; Junji Hyodo; Junie Jhon M. Vequizo; Shunsuke
Yamashita; Hiromu Kumagai; Koji Kimoto; Akira Yamakata; Yoshihiro Yamazaki; Kazuhiko Maeda, ACS Catal., 8,
8, 7190-7200, 2018 DOI: 10.1021/acscatal.8b01379.

29.

Nitrogen/ﬂuorine-codoped rutile titania as a stable oxygen-evolution photocatalyst for solar-driven Z-schemewater splitting, Akinobu Miyoshi; Junie Jhon M. Vequizo; Shunta Nishioka; Yuma Kato; Muneaki Yamamoto;Shunsuke Yamashita; Toshiyuki Yokoi; Akihide Iwase; Shunsuke Nozawa; Akira Yamakata; Tomoko Yoshida;
Koji Kimoto; Akihiko Kudo; Kazuhiko Maeda, Sustainable Energy & Fuels, 2, 9, 2025-2035, 2018 DOI: 10.1039/
C8SE00191J.

30.

Visible-light CO2 reduction over a ruthenium(II)-complex/C3N4 hybrid photocatalyst: the promotional effect ofsilver species, Kazuhiko Maeda; Daehyeon An; Chandana Sampath Kumara Ranasinghe; Tomoki Uchiyama;
Ryo Kuriki; Tomoki Kanazawa; Daling Lu; Shunsuke Nozawa; Akira Yamakata; Yoshiharu Uchimoto; Osamu
Ishitani, J. Mater. Chem. A, 6, 20, 9708-9715, 2018 DOI: 10.1039/C8TA03245A.

31.

Comparison of quenching mechanisms in Gd3Al5-xGaxO12:Ce3+ (x=3 and 5) garnet phosphors by photocurrent
excitation spectroscopy, T. Lesniewski; S. Mahlik; K. Asami; J. Ueda; M. Grinberg; S. Tanabe, Phys. Chem.
Chem. Phys, 20, 27, 18380-18390, 2018 DOI: 10.1039/C8CP03176B.

32.

Enhanced Electrical Conduction in Anatase TaON via Soft Chemical Lithium Insertion toward Electronics
Application, Atsushi Suzuki; Yasushi Hirose; Takafumi Nakagawa; Satoshi Fujiwara; Shoichiro Nakao; Yutaka
Matsuo; Isao Harayama; Daiichiro Sekiba; Tetsuya Hasegawa, ACS Appl. Nano Mater., 1, 8, 3981-3985, 2018
DOI: 10.1021/acsanm.8b00750.

33.

Enhanced persistent red luminescence in Mn2+-doped (Mg,Zn)GeO3 by electron trap and conduction band engineering,Y. Katayama; T. Kayumi; J. Ueda; S. Tanabe, Opt. Mater. , 79, 147-151, 2018 DOI: 10.1016/j.optmat.2018.03.033.

34.

Epitaxial Growth of Baddeleyite NbON Thin Films on Yttria-stabilized Zirconia by Pulsed Laser Deposition,
Vitchaphol Motaneeyachart; Yasushi Hirose; Atsushi Suzuki; Shoichiro Nakao; Isao Harayama; Daiichiro Sekiba;
Tetsuya Hasegawa, Chem. Lett., 47, 1, 65-67, 2018 DOI: 10.1246/cl.170914.

35.

Ferromagnetism with strong magnetocrystalline anisotropy in A-site ordered perovskite YBaCo2O6 epitaxial
thin ﬁlm prepared via wet-chemical topotactic oxidation, Tsukasa Katayama; Akira Chikamatsu; Yasushi Hirose;
Makoto Minohara; Hiroshi Kumigashira; Isao Harayama; Daiichiro Sekiba and Tetsuya Hasegawa, J. Mater.
Chem. C, 6, 13, 3445-3450, 2018 DOI: 10.1039/C7TC05422J.

58

複合アニオン化合物の創製と新機能

Mixed Ani n

36.

First-principles and crystal-ﬁeld calculations of the electronic and optical properties of two novel red phosphors
Rb2HfF6:Mn4+ and Cs2HfF6:Mn4+, D. Liu; C .Ma; P .Hu; Z.Li; Y. Tian; P. Su; M. Brik; A. Srivastava; S. Tanabe, J. Am.
Ceram. Soc., 101, 6, 2368-2375, 2018 DOI: 10.1111/jace.15406.

37.

Formation of Deep Electron Traps by Yb3+ Codoping Leads to Super-Long Persistent Luminescence in Ce3+Doped Yttrium Aluminum Gallium Garnet Phosphors, J. Ueda; S. Miyano; S. Tanabe, ACS Appl. Mater.
Interfaces, 10, 24, 20652-20660, 2018 DOI: 10.1021/acsami.8b02758.

38.

Intense hypersensitive luminescence of Eu3+-doped YSiO2N oxynitride with near-UV excitation, Y. Kitagawa; J.
Ueda; M. Brik; S. Tanabe, Opt. Mater., 83, 111-117, 2018 DOI: 10.1016/j.optmat.2018.05.039.

39.

LaAlO3:Cr3+, Sm3+: nano-perovskite with persistent luminescence for in vivo optical imaging, M. Pellerin; E.
Glais; T. Lecuyer; J. Xu; J. Seguin; S. Tanabe; C. Chaneac; B. Viana; C. Richard, J. Lumin., 202, 83-88, 2018 DOI:
10.1016/j.jlumin.2018.05.024.

40.

Local Atomic Arrangements and Band Structure of Boron Carbide, Karsten Rasim; Reiner Ramlau; reas LeitheJasper; Takao Mori; Ulrich Burkhardt; Horst Borrmann; Walter Schnelle; Christian Carbogno; Matthias Schefﬂer;
Yuri Grin, Angew. Chem. Int. Ed., 57, 21, 6130-6135, 2018 DOI: 10.1002/anie.201800804.

41.

Local Coordination and Electronic Structure of Ce3+ in Isostructural Sr2GdAlO5 and Sr3AlO4F Phosphor, H. Ji; J.
Xu; K. Asami; K. Asami; J. Ueda; M. Brik; S. Tanabe, J. Am. Ceram. Soc., 2018 DOI: 10.1111/jace.15985.

42.

Luminescence properties of layered mixed-anion compounds Sr2ScCuSeO3 and Sr3Sc2Cu2Se2O5, Y. Iwasa; H.
Ogino; D. Song; K. Yamanoi; T. Shimizu; J. Ueda; S. Tanabe; N. Sarukura, Opt. Mater., 84, 205-208, 2018 DOI:
10.1016/j.optmat.2018.06.016.

43.

Magnetotransport properties of perovskite EuNbO 3 single-crystalline thin films, Takahiro Maruyama;
Akira Chikamatsu; Tomoya Onozuka; Tetsuya Hasegawa, Appl. Phys. Lett., 113, 3, 32401-1-4, 2018 DOI:
10.1063/1.5034037.

44.

Preparation, Electronic Structure of Gadolinium Oxyhydride and Lowenergy 5d Excitation Band for Green
Luminescence of Doped Tb3+ Ions, J. Ueda; S. Matsuishi; T. Tokunaga; S. Tanabe, J. Mater. Chem. C, 6, 28, 75417548, 2018 DOI: 10.1039/C8TC01682H .

45.

Rapid deposition and thermoelectric properties of ytterbium boride thin ﬁlms using hybrid physical chemical
vapor deposition, Gabin Guelou; Maya Martirossyan; Kazuo Ogata; Isao Ohkubo; Yohei Kakefuda; Naoyuki
Kawamoto; Yuuki Kitagawa; Jumpei Ueda; Setsuhisa Tanabe; Kazuhiko Maeda; Katsumitsu Nakamura; Takashi
Aizawa; Takao Mori, Materialia, 1, 244-248, 2018 DOI: 10.1016/j.mtla.2018.06.003.

News Letter Vol.559領域ニュース46.

Redshift and thermal quenching of Ce 3+ emission in (Gd,Y) 3(Al,Si) 5(O,N) 12 oxynitride garnet phosphors,
K. Asami; J. Ueda; M. Shiraiwa; K. Fujii; M. Yashima; S. Tanabe, Opt. Mater., , 2018 DOI: 10.1016/
j.optmat.2018.04.049.

47.

Spectroscopic and theoretical investigation of the electronic states of layered perovskite oxyﬂuoride Sr2RuO3F2
thin films, Akira Chikamatsu; Yuji Kurauchi; Keisuke Kawahara; Tomoya Onozuka; Makoto Minohara;
Hiroshi Kumigashira; Eiji Ikenaga; Tetsuya Hasegawa, Phys. Rev. B, 97, 23, 235101-1-7, 2018 DOI: 10.1103/
PhysRevB.97.235101.

48.

Structural and electrical properties of lanthanum copper oxide epitaxial thin films with different domain
morphologies, Tomoya Onozuka; Akira Chikamatsu; Yasushi Hirose; Tetsuya Hasegawa, CrystEngComm, 20,
5012-5016, 2018 DOI: 10.1039/C8CE00777B.

49.

Tailoring Trap Depth and Emission Wavelength in Y3Al5-xGaxO12: Ce3+, V3+ Phosphor-in-Glass Films for Optical
Information Storage , W. Li; Y. Zhuang; P. Zheng; T. Zhou; J. Xu; J. Ueda; S. Tanabe; L. Wang; R. Xie, ACS Appl.
Mater. Interfaces, 10, 32, 27150-27159, 2018 DOI: 10.1021/acsami.8b10713.

50.

Thermoelectric Properties of Variants of Cu4Mn2Te4 with Spinel-related Structure, Q. Guo; J. B. Vaney; R.
Virtudazo; R. Minami; Y. Michiue; Y. Yamabe-Mitarai; T. Mori, Inorg. Chem., 57, 9, 5258-5266, 2018 DOI: 10.1021/
acs.inorgchem.8b00301.

51.

Microscopic Environment and Molecular Orientation of Guest Molecules within Polyﬂuorinated Surfactant andClay Hybrids: Photochemical Studies of Stilbazolium Derivatives, Tatsuto Yui; Katsuhiko Takagi; Haruo Inoue, J.
Photochem. Photobiol. A: Chem, 363, 61-67, 2018 DOI: 10.1016/j.jphotochem.2018.05.022.

52.

A Copolymerization Approach to Improving Ru(II)-Complex/C 3N 4 Hybrid Photocatalysts for Visible-Light
CO2 Reduction, Constantine Tsounis; Ryo Kuriki; Kengo Shibata; Junie Jhon M. Vequizo; Daling Lu; Akira
Yamakata; Osamu Ishitani; Rose Amal; Kazuhiko Maeda, ACS Sustainable Chem. Eng., , 2018 DOI: 10.1021/
acssuschemeng.8b03782.

53.

Mechanistic Insight on the Formation of GaN:ZnO Solid Solution from Zn–Ga Layered Double Hydroxide Using
Urea as the Nitriding Agent, Kiyofumi Katagiri; Yuki Hayashi; Risa Yoshiyuki; Kei Inumaru; Tomoki Uchiyama;
Noriyuki Nagata; Yoshiharu Uchimoto; Akinobu Miyoshi; Kazuhiko Maeda, Inorg. Chem., , 2018 DOI: 10.1021/
acs.inorgchem.8b02498.

54.

Rapid deposition and thermoelectric properties of ytterbium boride thin ﬁlms using hybrid physical chemical
vapor deposition, G. Guelou; M. Martirossyan; K. Ogata; I. Ohkubo; Y. Kakefuda; N. Kawamoto; Y. Kitagawa;J. Ueda; S. Tanabe; K. Maeda; K. Nakamura; T. Aizawa; T. Mori, Materialia, 1, 244-248, 2018 DOI: 10.1016/
j.mtla.2018.06.003.

60

複合アニオン化合物の創製と新機能

Mixed Ani n

55.

Ratiometric optical thermometry using deep red luminescence from 4T2 and 2E states of Cr3+ in ZnGa2O4 host,
J. Ueda; M. Back; M. G. Brik; Y. Zhuang; M. Grinberg; S. Tanabe, Opt. Mater. , 84, 510-516, 2018 DOI: 10.1016/
j.optmat.2018.09.013.

56.

Persistent luminescence instead of phosphorescence: History, mechanism, and perspective, J. Xu; S. Tanabe, J.
Lumin., 205, 581-620, 2018 DOI: 10.1016/j.jlumin.2018.09.047.

57.

Tunable trap depth for persistent luminescence by cationic substitution in Pr3+:K1-xNaxNbO3 perovskites, L. Li;
V. Castaing; D. Rytz; A. D. Sontakke; Y. Katayama; S.Tanabe; M. Peng; B. Viana, J. Am. Ceram. Soc., , 2018 DOI:
10.1111/jace.16116.

58.

Fabrication of Fluorite-Type Fluoride Ba0.5Bi0.5F2.5 Thin Films by Fluorination of Perovskite BaBiO3 Precursors
with Poly(vinylidene ﬂuoride), Akira Chikamatsu; Keisuke Kawahara; Takaaki Shiina; Tomoya Onozuka; Tsukasa
Katayama; Tetsuya Hasegawa, ACS omega, 3, 13141-13415, 2018 DOI: 10.1021/acsomega.8b02252.

News Letter Vol.5

61

領域ニュース

受賞報告■ 京都大学の田部勢津久教授（A03計画分担）が The American Ceramic Society のVarshneya Frontier of Glass Science Award を受賞
同賞は、American Ceramic Society が、ガラス

田部教授からの受賞コメント

科学・技術分野においてフロンティア開拓研究を行った科学・技術部門で 1 名ずつ計 2 名を毎年表彰するも事前に業績リスト等の提出も全く求められていなかったので、ので、田部教授は2018年度 科学部門の同賞に選ばAmerican Ceramic Society から受賞決定報告を頂いた時は、寝れました。日本人としては初の受賞です。5/20-24に耳に水でした。選ばれた理由があるとすれば、これまで行って来た

米国 テキサス州 San Antonio のヒルトンホテルで開

光ファイバ通信用希土類添加光増幅器用ガラスの開発研究と同学会催された同学会ガラス光学材料部会年会にて60分のが編集出版している論文誌 Int. J. Appl. Glass Sci. 誌で 2015 年の受 賞 講 演“Glass and Rare-earth Elements（ガラ

国際光年の機会に特別号「Glass and Light」が企画され、寄稿をスと希土類元素）”が行われ、賞状と蛍光ガラス製ト

求められて書いた「Glass and Rare-Earth Elements; a Personal

ロフィ（写真参照）
が P. Lucas 同部会長
（Arizona 大学

Perspective」という表題の個人史的総説（の中の研究秘話？）が評教授）より授与されました。

価されたのかな、と思っています。

蛍光ガラス製トロフィ

62

複合アニオン化合物の創製と新機能

賞状

Mixed Ani n

受賞報告■ 東京工業大学の丹羽栄貴特任助教（A02研究協力者）が熱測定学会 2018年度 奨励賞を受賞
日本熱測定学会では、会員かつ満40歳に達しない

丹羽特任助教からの受賞コメント

研究者を対象とし、熱測定に関する先導的、開拓的な優れた業績を挙げ、その研究のさらなる発展が期待

この度、熱測定学会にて 2018 年度の奨励賞を受賞することがでされる個人に対し、奨励賞を授与しています。2018

きました。栄えある賞をいただきまして、大変光栄に思います。こ

年度は丹羽栄貴特任助教の「酸化物形燃料電池空気

れまでご指導いただきました先生方をはじめ、研究を介して関わり

極材料の酸素量変化を伴う構造・機能変化の熱力学ました皆様に厚く御礼申し上げます。今回、酸化物の酸素不定比性的研究」が受賞しました。2018年11月1日に東京工による特異な転移や機能変化についての熱測定による研究が受賞対業大学すずかけキャンパスにて、授賞式および受賞象となったのですが、複合アニオンにおいても、自分の専門領域で講演を行いました。（写真は授賞式にて。熱測定学会貢献できるように、日々精進していきたいと考えております。

会長の筑波大学の斉藤一弥教授（写真右）から賞状及び盾を授与されました。）

News Letter Vol.5

63領域ニュース

受賞報告■ 東北大学の朝倉裕介助教（A01研究協力者）が ISHA2018 Best Ph.D. Thesis Awardを受賞
International Solvothermal and Hydrohtermal

朝倉助教からの受賞コメント（ISHA）
は、2年に一度国際会議を行っており、本Association
年は仙台にて6回目の国際会議（ISHA2018）が平成30年8月8

このたび、ISHA2018 Best Ph.D. thesis Award を受賞

日～12日の日程で開催されました。ISHA では国際会議ごとすることができ大変光栄に思います。私の博士論文では水熱に、博士取得6年以内の若手研究者の博士論文を対象として合成した層状ケイ酸塩を出発物質として、層間・層表面反応

Best Ph.D. thesis Award を授与しています。ISHA2018でを行うことで数種の結晶性ナノ構造体を合成したというもの

は、朝倉裕介 助教（A01連携）が、早稲田大学での博士論文です。ご指導いただいた早稲田大学 黒田一幸先生に深く感“ Precise Synthesis of Crystalline Nanostructured

謝いたします。本博士論文は複合アニオンに関係はありませMaterials from Layered Silicates by Using Interlayer

んが、この受賞を励みに、領域の皆様と協力し、ソルボサー

Modiﬁcations”で Best Ph.D thesis Award を受賞しました。

マル反応を活かした複合アニオン化合物の合成や機能創出に注力したいと思います。

64

複合アニオン化合物の創製と新機能

Mixed Ani n

受賞報告■ 京都大学の上田純平助教（A03協力研究者）が日本化学会より「第32回若い世代の特別講演証」を受領
上田 純平 助教が日本化学会「第32回若い世代の特上田助教からの受賞コメント

別講演会」の講演者に選ばれ、第98春季年会で特別講演を行いました。 日本化学会では、毎年年会（参加

この度は、日本化学会より「第32回若い世代の特別講演証」を者数約 9000人、発表者数約 6000人）の際に、次代の頂くことができ大変光栄に思います。本受賞は、希土類イオンであ

化学及び化学技術をさらに活性化するために「若い世る Ce3+ 発光中心周りの配位環境による発光色の制御、ホスト化合代の特別講演会」が企画されており、選考を経て20人

物構成元素によるバンドギャップ制御、電子トラップ中心イオン選程度の特別講演者が選ばれています。上田助教は、「光択によるトラップ深さ制御を緻密かつ総合的に行い、青色蓄光可能

誘起電子移動と電子トラップ深さ制御による長残光機

な新規長残光蛍光体を開発したことが評価されたからと思っており能の創出」の研究で、受賞・講演を行いました。

ます。今後、実用的な複合アニオン長残光蛍光体を開発すべく研究に精進していく所存です。

News Letter Vol.565

領域ニュース

受賞報告■ 京都大学のMichele BACK博士（A03田部）がPCM2018国際会議でBest Oral Presentation賞を受賞
京 都大 学田部 研究 室の学 振 博 士 研究 員

BACK 博士からの受賞コメント

Michele Back 氏が4/10～13に北九州市国際会
議場で開催された2018 5th Global Conference

It is a great honor to be awarded as the best oral presentation in

on Polymer and Composite Materials（PCM

the section Nanomaterials and Nanocomposites at the 5th Globalにおいて Best Oral Presentation 賞を受
2018）

Conference on Polymer and Composite Materials (PCM 2018) held

賞しました。同会議は 4 日間にわたりナノ材料に

in Kitakyushu. I would like to thank Professor Tanabe, the Assistant

関する7つのセッションからなるもので、Back 氏はProfessor Ueda and the collaborators for the continuous fruitful dis-「Nanomaterials and Nanocomposite」セッシ

cussion and suggestions. This achievement would not be possible

ョンにおいて「Luminescent Lanthanide doped

without the help and the discussions

Bi2SiO5 /g-SiO2 Core/Shell Nanocomposite forwith the members of Tanabe ’s lab

Biological and High Temperature Sensing」とand the Mixed Anion Project. Every

題する講演を行った結果、最優秀口頭発表を

day I am learning some new funda-

行った 1 名のみに与えられる同賞に選ばれたもmental concept, theory or experimen-のです。

tal technique thanks to the great atmosphere of Kyoto University. I willbe always grateful for this opportunity.

66

複合アニオン化合物の創製と新機能

Mixed Ani n

受賞報告■ 東京工業大学の大島崇義さんと金澤知器さん（A03前田）がACS Catalysis Early Career Awardを受賞● 大島

崇義（東京工業大学・D3）「Synthesis of layered perovskite oxynitride Li2LaTa2O6N and theapplication for photocatalytic CO2 reduction under visible lightirradiation」［受賞コメント］

本 新 学 術 領 域で たくさんのご 助 力 をいただいた Li2LaTa2O6N の研 究 が 2018

International Symposium on Advancement and Prospect of Catalysis
Science & Technology においてこのような賞をいただき、大変嬉しく思います。
個人的には本研究を通して多くを学ぶことができ、とても良い刺激になりました。ご指導していただいた先生方に深く感謝致します。この受賞を励みとし、今後も研究に精進致します。

● 金澤

知器（東京工業大学・D2）「Investigation of catalysis property of Cr3+ substituted Fe2O3 forwater oxidation」［受賞コメント］

この度は、“The 2018 International Symposium on Advancement and Prospectof Catalysis Science & Technology” に お い て、「ACS Catalysis early careeraward」を頂き、大変光栄であります。本学会では、触媒における各分野の先生方に議論やアドバイスをしていただき、今後の自分の研究を進めるにあたって大変有意義な経験となりました。決して慢心することなく、今後も研究に励んで参ります。

News Letter Vol.567領域ニュース

受賞報告■ 京都大学の山科直也さん（A01陰山、A02山本）が吉田卒業研究・論文賞を受賞
山科直也（京都大学大学院工学研究科・M1）「分子線エピタキシー法による梯子系化合物薄膜の合成とその物性評価」
表彰式は京都大学桂キャンパス構内で行われました。

［受賞コメント］

この度は、平成 30 年度吉田卒業研究・論文賞を頂くことができ大変光栄に思います。研究を進めるにあたって、多くの方々と議論させていただきました。この賞は自分一人では頂くことができなかったものであり、また今後自分の研究を進めるにあたって大変貴重な経験をすることができました。複合アニオン化合物への展開も含め、今後も研究に励んでいきたいと思います。

■ 東京工業大学の安井雄太さん（A02八島）が日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム
先進的な構造化学と分析技術セッションで優秀講演賞を受賞
安井雄太（東京工業大学・M1）「結合原子価法による新構造型酸化物イオン伝導体 Ca3Ga4O9 の発見」
［受賞コメント］

この度は、日本セラミックス協会秋季シンポジウム「先進的な構造化学と分析技術」
セッションにおいて優秀講演賞を頂くことができ、大変嬉しいです。質問の時間にはさまざまな分野を牽引する先生方から多くのコメントをいただきました。また、このセッションでは他にも数多くの興味深いお話を聞くことができ、大変有意義な経験ができました。今後、複合アニオン化合物への展開も含め、さらに研鑽を積んでいきた
いと思います。

68

複合アニオン化合物の創製と新機能

Mixed Ani n

受賞報告
ポスター賞

受賞者

■ 9th OCARINA International Symposium Best Poster Award● 加藤

由真（大阪市立大学・M2、A02 吉田）「Photocatalytic activity of gallium oxynitride for H2 evolution under visible light irradiation」［受賞コメント］

この度は発表する貴重な機会を与えて頂き、ありがとうございます。優秀ポスター賞を受賞させて頂き、大変光栄に思っています。今回の受賞にあたり、指導教員である吉田朋子教授をはじめ、支えて頂いた沢山の方々に感謝致します。今後さらに精進を重ね、より良い研究を続けていきたいと思います。

● 伊藤良太（大阪市立大学・M1、A02 吉田）「Study on the structure and CO2 reduction activity of Al2O3 supported Ga2O3 photocatalysts」［受賞コメント］

この度、ポスター賞をいただくことができ大変嬉しく思います。このような賞をいただけたのは指導教員である吉田朋子教授をはじめ、様々な方にご指導いただいたおかげです。また、ポスター発表では多くの方からアドバイスをいただくことができ、非常に勉強になりました。今後もこの経験を生かし、日々研究に励んでいきたいと思います。

● 吉岡

こころ（大阪市立大学・M1、A02 吉田）「Effect of photon energy on photocatalytic CO2 reduction with water by Ag loaded Ga2O3」［受賞コメント］

この度はポスター賞を頂くことができ驚くと共に、大変嬉しく思います。ポスターセッションでは様々な意見をいただくことができ、今後研究を進める上で非常に良い経験となりました。このような証を頂けたのは指導教員の吉田朋子先生をはじめ、研究室の皆様のおかげです。この場を借りて感謝申し上げます。

News Letter Vol.569領域ニュース

受賞報告■ 電気化学会第85回大会
● 乙山

ポスター賞

CSJ Student Presentation Award 2018

美紗恵（大阪府立大学・D2、A03 公募 林）「バルク型全固体リチウム電池における黒鉛負極層のその場顕微鏡観察」「 Evaluation of Reaction Distributions in Composite Positive

Electrode Layers of All-Solid-State Lithium Batteries by Raman
Imaging」［受賞コメント］

こ の 度 は、「 電 気 化 学 会 第 85 回 大 会 ポ ス タ ー 賞 」 な ら び に「CSJ Student

Presentation Award 2018」を頂き、大変光栄に思います。指導教官である辰巳砂先生、林先生、作田先生と、実験に関わってくださった方々に、この場をお借りして深く感謝申し上げます。全固体電池は難燃性の無機固体電解質を用いた安全性の高い電池として注目されています。将来、全固体電池で皆様の暮らしをより豊かにできるように、今後も研究に励んでまいります。

70

複合アニオン化合物の創製と新機能

Mixed Ani n

受賞報告■ 日本セラミックス協会 2018年年会 優秀ポスター発表賞● 海野航（東京工業大学・M2、A02 八島）「高温中性子回折実験によるパイロクロア型 Yb2Ti2O7系材料のイオン拡散経路の可視化」［受賞コメント］

この度は栄誉ある賞を頂き大変嬉しく思います。受賞対象となった研究は、高温中性子回折実験によるセラミックスの構造と物性発現のメカニズムに関する内容です。
研究を行う上で共同研究者や、研究室の先生方、中性子施設、放射光施設など非常に多くの方々のご協力を頂きましたこと御礼申し上げます。今回の受賞を励みに、今後とも研究活動に精進してまいりたいと思います。

● 辻口

峰史（東京工業大学・M1、A02 八島）「Ba3MoNbO8.5 における酸化物イオン拡散経路の可視化」［受賞コメント］

この度は、日本セラミックス協会年会において優秀ポスター発表賞を頂くことができ大変光栄に思います。ポスターセッションでは様々な分野の先生方から多くのコメントやアドバイスを頂き、今後自分の研究を進めるにあたって大変有意義な経験をすることができました。今後は複合アニオン化合物の酸化物イオン伝導についての研究を進めて行きたいと思います。

● 矢口寛（東京工業大学・M1、A02 八島）「酸化物イオン伝導体の新構造ファミリー BaGdInO4 の発見：結晶構造と電気伝導」［受賞コメント］

この度は、日本セラミックス協会年会において優秀ポスター発表賞を頂くことができ大変光栄に思います。ポスターセッションでは様々な分野の先生方から多くのコメントやアドバイスを頂き、今後自分の研究を進めるにあたって大変有意義な経験をすることができました。今後は複合アニオン化合物の酸化物イオン伝導についての研究を進めて行きたいと思います。

News Letter Vol.571領域ニュース

受賞報告

● 城戸

誉芳（東京工業大学・B4、A02 八島）「新構造型イオン伝導体 BaNdScO4」［受賞コメント］

この度は、日本セラミックス協会 2018 年年会において、優秀ポスター発表賞を賜り、大変光栄に存じます。日頃よりご指導いただいた先生方に心よりお礼申し上げます。初めての学会発表で大変緊張しましたが、ディスカッションでは多数の貴重なご意見やご質問を頂き、大変有意義な経験となりました。今後は大学での経験を糧に、社会に貢献できるよう一層精進していきたいと思います。

■ 第9回触媒科学研究発表会● 河口

優秀ポスター賞

悠（大阪市立大学・M2、A02 吉田）「 Preparation of Ga 2O 3 photocatalysts and their effects of crystalline structures on the CO2
reduction activity」［受賞コメント］

この度は、第 9 回触媒科学研究会での優秀ポスター賞を受賞することができ、とても光栄に思います。吉田先生をはじめとして、特任助教の山本先生や研究室の皆様には、日頃のご指導をはじめ、ポスターやショートトークの添削などをしていただ
きました。本当にありがとうございます。今回の受賞を励みにして、今後の研究も頑張ります。

■ 日本ゾル－ゲル学会第16回討論会 ベストポスター賞● 吉行

里紗（広島大学・M1、A01 公募 片桐）「Zn-Ga 層状複水酸化物ナノ結晶の液相合成と GaN:ZnO 固溶体への転換」［受賞コメント］

この度は、日本ゾル－ゲル学会第 16 回討論会においてベストポスター賞を頂くことができ、誠に光栄に思います。これもひとえに、ご指導とご支援をいただいている
領域関係者の皆様、研究室メンバーのおかげであります。討論会では、先生方や企業の方々より示唆に富む有益なコメントを頂戴し、大変有意義な経験を得ました。今回の受賞を励みに、一層努力を重ね研究に取り組みたいと思います。

72

複合アニオン化合物の創製と新機能

Mixed Ani n

受賞報告■ 日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム
先進的な構造化学と分析技術セッション 優秀ポスター賞● 松井将洋（東京工業大学・M2、A02 八島）「新構造型酸化物イオン伝導体 Ca2Ge7O16の発見」［受賞コメント］

この度は、日本セラミックス協会「先進的な構造化学と分析技術セッション」において優秀ポスター賞を頂くことができ大変光栄に思います。専門の近い学生、イオン
伝導体のことを知らない学生、共同研究をしているグループの先生方など多くの方々と研究に関して様々な議論ができ、大変有意義な発表であったと思います。今回参考になったことも糧にしながら今後の研究も頑張っていこうと思いました。

■ CAT 2018 Best Poster Award● 小澤晃代（大阪市立大学・D2、A02 吉田）「Influence of chemical states of doped nitrogen in NaTaO3
on photocatalytic activity for CO2 reduction」［受賞コメント］

この度は、2nd Edition of Global Conference on Catalysis, Chemical

Engineering & Technology（CAT 2018）において Best Poster Award を頂くことができ大変光栄に思います。日々の先生方の指導や支えて頂いている周囲のサポートの賜物であると感謝しています。ポスターセッションでは多くの先生方や海外の研究者の方とディスカッションすることができ、大変有意義な経験をすることができました。これを糧に、さらなる研究に取り組んでいきたいと思います。

News Letter Vol.5

73

編集後記
新年を迎え、ニュースレター第 5 号が発行となりました。

航体験記、班間班内留学、受賞報告など、若手、特に学生記事を執筆していただいた方々にあらためて感謝いたしまさんからの記事を中心に盛りだくさんな冊子になりました。

す。本号では、前号に引き続き公募研究の先生方の研究紹

領域の活動も後半に入りましたが、今後も新物質探索や新介の記事を掲載しました。複合アニオン化合物の研究にさ機能探索、そして学理解明に向けて取り組んでいる研究者

まざまな分野の研究者が参画し、新たなサイエンスが芽吹や学生さんに注目して、情報をお伝えします。

いているのが感じられます。また、若手セミナー、海外渡［領域全般に関するお問い合わせ］陰山 洋（京大 領域代表 / A01 分担）
kage@scl.kyoto-u.ac.jp［領域事務に関するお問い合わせ］林 克郎（九州大 領域事務担当 / A02 代表）
k.hayashi@cstf.kyushu-u.ac.jp［ホームページに関するお問い合わせ］松石 聡（東工大 HP 担当 / A03 分担）
matsuishi.s.aa@m.titech.ac.jp（連絡先）［ニュースレターに関するお問い合わせ］荻野 拓（産総研 A01 代表）
h-ogino@aist.go.jp
殷澍（東北大 A01 分担）
Yin.shu.b5@tohoku.ac.jp
桑原 彰秀（ファインセラミックスセンター A02 分担）
kuwabara@jfcc.or.jp
稲熊 宜之（学習院大 A01 分担）
yoshiyuki.inaguma@gakushuin.ac.jp（Vol. 5 担当）

74

複合アニオン化合物の創製と新機能（Y. I）

Mixed Ani n

http://www.mixed-anion.jp/