金属窒化物の超高温高圧窒素流体を用いた合成と物性

摘要

ギガパスカル(GPa)領域における高圧超高温下での合成や単結晶育成は物質科学の重要な分野である。 特に，高圧高温下での超臨界流体との反応を利用した合成は萌芽的領域と位置づけることができ，物質科学のみならず固体化学や地球科学の分野においても今後注目されるべき領域であるといえる。 ダイアモンド·アンビル·セル（Diamond Anvil Cell: DAC)はレーザー加熱システムと組み合わせることによって(LASER-DAC)，GPa領域の超高圧超高温という熱力学条件を我々に容易に提供してくれる。プレス型の大型高圧発生装置とは異なり，DACは片手で容易に持つことが可能な程の小型な高圧発生装置である。 したがって，LASER- DACは超高温高圧場という新しい物質合成場を容易に我々に提供してくれる。そのため近年，窒化ケイ素，窒化ホウ素，金属間化合物などの超高温高圧合成に用いられるようになってきた。 DACにはプレス型大型高圧発生装置とは大きく異なるもう一つの重要な特徴がある。すなわち，DACではガス状物質を圧縮することが可能である。 したがって，LASER-DACを用いることにより，高温高圧にある超臨界流体を容易に得ることができる。 このことば，LASER-DACではガス状物質を単に圧力媒体として利用するだけでなく反応種の1つとしても利用し，高温高圧超臨界流体を利用した反応による合成や単結晶育成を可能とすることを意味している。