新素材の材料化学の最前線

[3818] Substitution of alkali-ions with highly functional ions; a method to explore new functional oxides

^○小俣孝久¹ (1.大阪大学)

司会:邑瀬邦明(京都大学)

Keywords:準安定酸化物材料, カチオン置換, 酸化物半導体, 固体電解質

酸化物材料は，大気中で安定、酸素は無害で豊富な元素であるなどの特徴を有し、一大材料群を形成している。ITO透明電極やIGZO透明トランジスタ、BaTiO₃からなるMLCCなどの電子材料はスマートフォンをはじめとする多くの電子機器を支え、YSZ固体電解質やZnO，SnO₂透明電極はそれぞれ燃料電池や太陽電池などのエネルギー機器を支えている。しかし、先人たちによる精力的な材料探索の結果、容易に入手できる安定な酸化物材料は、既に研究しつくされた感がある。近年は、希少元素や毒性元素を使用しないという制限も加わり、新物質・新材料の探索研究には閉塞感が漂っている。一方今世紀に入って、人工超格子や量子ドット，ナノ粒子，ナノワイヤーなどの応用展開が活発化し、使用環境において実質的に安定な準安定組織・形態への注目度は高まっている。これとは対照的に、ダイアモンドのような実質的に安定な準安定物質を新たに開発する技術はあまり注目されていない。本講演では、アルカリイオンを含む酸化物中のアルカリイオンを他のカチオンへと置換することで、実質的に安定な新しい準安定酸化物を合成する技術について紹介する。