層状ペロブスカイト―有機複合体の作製及びその光応答性電気伝導への応用
【研究分野】無機材料・物性
【研究キーワード】
層状ペロブスカイト / Aurivillius相 / 酸処理 / プロトン型化合物 / インターカレーション / フォトクロミズム / 酸化還元反応 / 電気伝導性 / 無機-有機複合体 / 有機修飾 / アルコール / カルボン酸 / 低酸化Nb / 光化学的性質 / 無機・有機複合体 / アルキルアミン
【研究成果の概要】
1)新しいH型層状ペロブスカイトの合成
層状ペロブスカイトは既存の構造・組成にそれほど多様性がないため、新しい層状ペロブスカイトを合成するルートを開発した。Aurivillius相(Bi_2O_2[A_<n-1>B_nO_<3n+1>])(n=3,A=(Sr, Na),B=Nb ; n=2,A=Sr, B=Ta ; n=2,Aイオンなし,B=W)を酸処理し、Bi_2O_2層を選択的に溶出させると、電荷補償のために層間にプロトンが導入され、新しいH型層状ペロブスカイトが得られた。
2)有機誘導体型無機-有機複合体の合成
H型層状ペロブスカイトH[LaNb_2O_7]と各種アルコールの反応により、層表面にアルコキシル基を持つ層状ペロブスカイトを合成した。これを中間体とすることにより、直接反応しないようなバルキーなアルコールで層表面を修飾できることが明らかとなった。また、同様に中間体を用いる手法により、末端にOH基を持つジメチルシロキサン(HO(SiMe_2O)_nH)が層表面を修飾することを明らかにした。
3)インターカレーション型無機-有機複合体の合成
1)で作製した新しいH型層状ペロブスカイトH_<1.8>[Bi_<0.2>Sr_<0.8>Nb_2O_7]とn-アルキルアミンとの反応により、層間でアンモニウムイオンを形成する酸塩基反応によりn-アルキルアミンをインターカレートさせることに成功した。
4)光照射によるフォトクロミズムの出現
2)で作製したメトキシド修飾H[LaNb_2O_7]に空気中で紫外光を照射したところ、青色に着色した。これを放置すると徐々に退色したが、再度紫外光を照射することにより再度着色した。電気抵抗値を2端子法で測定したところ、光照射により電気抵抗は減少し、退色に伴い徐々に増加した。
【研究代表者】