IMRAM

Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

東北大学
多元物質科学研究所

LAST UPDATE 2021/05/02

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    山田高広　Takahiro YAMADA
    教授　Professor

  • 所属
    Professional Affiliation

    東北大学多元物質科学研究所
    Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

    無機材料研究部門　無機固体材料化学研究分野
    Division of Inorganic Material Research, Inorganic Solid State Materials Chemistry

  • 研究キーワード
    Research Keywords

    新規化合物・材料探索
    極性金属間化合物, ジントル相, 金属窒化物
    熱電材料，結晶構造
    Exploration of novel compounds and materials
    Polar intermetallics, Zintl phases, Metal nitrides
    Thermoelectric materials, crystal structure
研究テーマ
Research Subject
新しい無機化合物・機能性材料の開拓と新規合成法の開発
Exploration of novel inorganic functional materials, and development of new synthetic processes

研究の背景 Background

無機材料の多くは金属や合金，酸化物ですが，窒化物や金属間化合物などの無機化合物も材料としての高いポテンシャルを有しています．多元系の無機化合物には，まだ見出されていない化合物や，既知化合物であってもその機能が十分に明らかにされていない化合物が数多く存在します。新規物質を探索し，その特性を明らかにする基礎研究や，材料の形態制御が可能な新しい合成プロセスを開発することは，既存の材料の性能を凌駕する特性を有する新材料を開拓する上で重要です．

Most inorganic materials are metals, alloys, and oxides, and inorganic compounds such as nitrides and intermetallic compounds also have high potential as functional materials. There are many inorganic compounds which have not been found or whose functions have not been fully revealed and understood. The fundamental research by exploration and characterization of novel compounds, and by developing new synthesis process which can control the morphology are important to break the limit of the performance of a few existing materials.

研究の目標 Outcome

金属間化合物や窒化物の新しい合成プロセスの開発や，新規化合物の探索的な研究ならびに純良な試料の合成，また，それらの物性評価や機能発現のメカニズムの検証を実験や理論計算によって行うことで，熱電材料，硬質セラミックス・金属，超伝導体などの非酸化物系化合物をベースとした既存材料の特性を超える新しい材料の創成を目指します．

 We aim to develop low-temperature synthesis of advanced inorganic compounds with various morphologies, and exploration of novel materials focusing on thermoelectric materials, hard ceramics and metals, and superconductors by exploratory research of novel inorganic compounds, and preparation of high-quality samples by new synthetic processes, and characterization of their functionality and demonstration of the mechanism through appropriate experiments and theoretical calculations.

研究図Research Figure

Fig.1. 新規ジントル化合物NaMgBiの結晶構造．/ Crystal structure of a novel Zintl phase NaMgBi.

Fig.2. 固体窒素源を用いた新しい合成手法により合成されたε-TaNおよびθ-TaNの単結晶粒. / Single crystal grains of ε-TaN and θ-TaN prepared from metal oxides and BN with Na at 1100˚C.

Fig.3. ノーダルライン半金属超伝導体NaAlSiの単結晶と電気抵抗率. / Single crystal of nodal-line semimetallic superconductor NaAlSi.

文献 / Publications

“A novel ternary bismuthide, NaMgBi: crystal and electronic structure and electrical properties”, Zeitschrift für Naturforschung B 76, 789 (2021), “Preparation of faceted TaN grains by heating Ta-containing oxides in BN crucible with Na”, Ceramics International 48, 10817 (2022), “Superconductivity in the Topological Nodal-line Semimetal NaAlSi”, Journal of the Physical Society of Japan 90, 034710 (2021).

研究者HP