東京工業大学(東工大)は6月21日、マテリアルズ・インフォマティクスと実験の連携により、希少元素を使わずに赤く光る新窒化物半導体を発見したと発表した。

同成果は、東京工業大学科学技術創成研究院フロンティア材料研究所/元素戦略研究センター 大場史康教授、平松秀典准教授、細野秀雄教授、京都大学大学院工学研究科 日沼洋陽特定助教、田中功教授らの研究グループによるもので、6月21日付けの英国科学誌「Nature Communications」に掲載された。

計算科学、データ科学、合成・評価実験およびこれらを連携した手法により、膨大な数の物質の評価を行い、その結果に基づいて新物質や新機能を開拓することを目指した「マテリアルズ・インフォマティクス」が、米国をはじめ世界各国で盛んになりつつある。今回、同研究グループは、量子力学の基本原理に基づいた第一原理計算によるマテリアルズ・インフォマティクスと高圧合成実験を連携させることで、新たな窒化物半導体を探索した。

窒化物は半導体としての応用に適した電子・光学物性だけでなく、地球上に豊富に存在する窒素の化合物というメリットを持つ。しかし、現在実用化されている窒化物半導体は、緑色や青色、紫外線の発光ダイオードに用いられる窒化ガリウム(GaN)と、窒化インジウム(InN)または窒化アルミニウム(AlN)との固溶体にほぼ限定されている。GaN-InN固溶体では、赤色、黄色の発光デバイスや、太陽電池に必要な波長領域をカバーするのは困難であり、また、既存の赤色や黄色の発光ダイオードには、高コスト、希少、あるいは使い捨てや廃棄が容易でない元素が使用されているという課題があった。

そこで、同研究グループは、伝導キャリアの輸送に有利な電子構造の観点から、亜鉛(Zn)を含む3元系窒化物半導体に着目。既知および仮想的な物質を含む583種類の候補物質のリストを作成した。さらに、この候補物質を対象に、格子振動、3元系状態図における競合相に対する安定性や、バンドギャップ、有効質量などの基礎物性を条件に、計算スクリーニングを実行し、21種類の窒化物半導体を選定した。


第一原理計算を用いた窒化物半導体のスクリーニングの概念図。既知・仮想的な物質の結晶構造、安定性、特性を高精度に予測し、候補を絞った計算スクリーニングにより選定された21種類の窒化物半導体。

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http://s.news.mynavi.jp/news/2016/06/22/053/index.html
第一原理計算を用いた窒化物半導体のスクリーニングの概念図。既知・仮想的な物質の結晶構造、安定性、特性を高精度に予測し、候補を絞った
http://news.mynavi.jp/photo/news/2016/06/22/053/images/003l.jpg
計算スクリーニングにより選定された21種類の窒化物半導体。(I)既知の半導体。これらが的確に選ばれたことは今回のスクリーニング手法の妥当性が示されたといえる (II)合成の報告はあるものの、半導体としての応用が未開拓な物質 (III)合成の報告すらない新物質
http://news.mynavi.jp/photo/news/2016/06/22/053/images/004l.jpg
合成実験のターゲットとなったCaZn2N2
http://news.mynavi.jp/photo/news/2016/06/22/053/images/005l.jpg

　113番元素「ニホニウム」の合成に成功した理化学研究所の森田浩介グループディレクター（九州大教授兼任）は9日の記者会見で、次の目標として119番、120番元素の合成を挙げた。

　森田さんは「119番は周期表の新しい『周期』に入り、まったく未知の領域。誰よりも早く見つけたいという猛烈なドキドキ感がある」と意欲を示す。一方で「118番までと、119番以降の難しさには断絶がある」と述べ、さらなる技術開発の必要性を訴えた。

　元素の化学的な性質は原子核に含まれる陽子の数で決まり、原子番号は陽子数を表している。113番のニホニウムはビスマス（原子番号＝陽子数83）の標的に、加速した亜鉛（30）のビームを何百兆回も衝突させた結果、ごくわずかな確率で合成された3個を確認した。陽子数は83足す30で113になる。　



http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20160609-00000127-jij-soci

「ニホニウム」有力　日本初の新元素名称案、国際機関が９日公表
産経ニュース　2016.6.8 02:00
http://www.sankei.com/life/news/160608/lif1606080005-n1.html

理化学研究所のチームが発見し、日本初の命名権を獲得した原子番号１１３番の新元素の名称案が９日、国際純正・応用化学連合から公表される。
これまで日本の国名にちなむ「ジャポニウム」が有力とされてきたが、日本語に基づく「ニホニウム」の可能性が高いとの観測が浮上している。

新元素の名称は国や地域、科学者などの名前にちなみ、語尾に「イウム」を付けるのが国際規則。
チームを統括し名称案を決めた森田浩介グループディレクターは「日本で発見されたことが分かるようにしたい」としており、国名にちなむ名称になりそうだ。

産総研：青色顔料が高性能アンモニア吸着材であることを発見
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2016/pr20160510_2/pr20160510_2.html


ポイント

•青色顔料のプルシアンブルーのアンモニア吸着能が従来のアンモニア吸着材に勝ることを発見
• 元素置換や欠陥導入でプルシアンブルーの構造を原子レベルで制御し、アンモニア吸着容量をさらに向上
• 臭気を感じられないほど低濃度のアンモニアも吸着でき、悪臭やPM2.5の原因物質の除去に期待


概要


　国立研究開発法人 産業技術総合研究所【理事長 中鉢 良治】（以下「産総研」という）ナノ材料研究部門【研究部門長 佐々木 毅】ナノ粒子機能設計研究グループ 髙橋 顕 研究員、川本 徹 研究グループ長らは、国立大学法人 東京大学【総長 五神 真】大学院理学系研究科化学専攻 大越 慎一 教授と共同で、顔料の一つであるプルシアンブルーが、一般的なアンモニア吸着材より高い吸着能を持つことを発見するとともに、プルシアンブルーの構造を制御して、アンモニア吸着能を高めたプルシアンブルー類似体を合成した。

　プルシアンブルーは古くから使用されている顔料の一つである。今回、一般的なアンモニア吸着材であるゼオライトや活性炭よりもプルシアンブルーの方がアンモニアをよく吸着することを確かめた。また、プルシアンブルーに含まれる金属を他の金属で置換するとともに欠陥量を増加させた類似体では、アンモニア吸着量が増加した。さらに、一般的なアンモニア吸着材の場合、低濃度アンモニアの吸着能が低いが、プルシアンブルーは、空気中の「臭わないレベル」の低濃度アンモニアでも吸着できた。プルシアンブルー類似体はいったん吸着したアンモニアを放出させて、再利用できることも確認した。

　この技術は、介護施設等におけるアンモニア臭対策、PM2.5の発生抑制技術や、水素燃料中のアンモニアを除去する技術としての利用が期待される。

　なお、本技術の詳細は米国化学会誌Journal of the American Chemical Societyに掲載されるが、それに先立ち、オンライン版（Just Accepted Manuscript）が2016年5月5日に掲載された。

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