複合アニオン水素化物の探索空間拡張とヒドリド導電機能の開拓

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ヒドリドイオンが電荷担体としてふるまうイオン導電体(ヒドリド導電体)は、金属水素化物または酸水素化物において報告が相次いでいるが、実際に材料として求められる特性(高い導電率・小さな粒界抵抗・安定性など)を十分に満足するものは未だ不在である。本研究では、ヒドリド導電体の探索領域を、水素化ハロゲン化物や水素化カルコゲン化物といったより広義な複合アニオン化合物へと拡張し、新物質・新材料の発見を目指している。2022年度には、メカノケミカル合成や高圧合成を駆使することで、いくつかの新規ヒドリド化合物の合成に成功した。それらの新物質はヒドリドイオン導電体、あるいはヒドリド・電子混合導電体として有望であることにくわえ、電子物性の観点からも興味深い。一例として、高圧合成によって得られたガリウムを含む酸水素化物では強固な化学結合からなるポリアニオンを含む構造を設計することで、これまでヒドリド化合物では珍しかった典型金属イオンの安定化に成功した。本化合物については中性子回折データ等も取得済であり、近日中の論文投稿を予定している。それ以外にも、水素化カルコゲン化合物や遷移金属酸水素化物といった物質群でも新物質を見出しており、現在それらの単相化やキャラクタリゼーション、イオン導電性や磁化率測定といった物性測定をすすめている。これらの成果は、本研究の主目的である「複合アニオン水素化物の探索空間拡張」とも合致している。