低原子価チタンを含むバリウムチタン酸化物の合成と結晶構造、物性

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低原子価チタンを含むバリウムチタン酸化物として、Ba_2Ti_6O_<13>の単結晶試料を還元雰囲気下で合成を行った。その結果、既報と同様な結晶であることが、単結晶X線構造解析の結果明らかとなった。そこでこのBa_2Ti_6O_<13>と同構造を有する化合物に着目した。これまでにA_2Ti_6O_<13>(Aはアルカリ金属、アルカリ土類金属)はNa_2Ti_6O_<13>、Ka_2Ti_6O_<13>、Sr_2Ti_6O_<13>、Ba_2Ti_6O_<13>の4種類が報告されていた。本実験では、前駆体としてNa_2Ti_6O_<13>を用い、イオン交換法によりナトリウムイオンをリチウムイオンに交換することで、新規化合物Li_2Ti_6O_<13>の合成に着手した。粉末未知構造解析を行った結果、骨格構造は予想通りNa_2Ti_6O_<13>やBa_2Ti_6O_<13>と同様であった。一方でLiイオンはこれまで報告されているアルカリ金属イオンやアルカリ土類金属イオンとは異なる座標に占有していることがわかった。以上の結果より新規化合物Li_2Ti_6O_<13>を合成し、結晶構造を明らかとした。これらの結果は国際学会で発表を行った。低原子価チタンを含むBa_2Ti_<13>O_<22>多結晶試料をB_2O_3とBaCO_3の混合フラックス材と混合し、Moルツボに充填、還元雰囲気中で加熱することにより、今まで知られていなかったMoがTiサイトに固溶したペロブスカイト型BaMo_xTi_<1-x>O_3の単結晶試料の合成に成功した。単結晶X線構造解析の結果、組成はBaMo_<0.175>Ti_<0.825>O_3であることがわかった。これらの結果は論文として発表を行った。またBa_2Ti_<13>O_<22>およびBa_4Ti_<12>O_<27>の単結晶試料および多結晶試料の合成、結晶構造解析、電気、磁気物性の測定を行った。これらの結果は論文に登校中である。