＜詳解＞

無機材料 合成・探索法

＜カラー図表CD付き＞

執筆者一覧（敬称略）

垣花 眞人　東北大学・多元物質科学研究所
小林 亮　東北大学・多元物質科学研究所
加藤 英樹　東北大学・多元物質科学研究所
佐藤 泰史　岡山理科大学・理学部
冨田 恒之　東海大学・理学部

発刊・体裁・価格

発刊　　2014年7月23日　　定価　　42,900円 (税込(消費税10％））
体裁　　B5判　262ページ + CD　　ISBN　978-4-86502-062-5　　　→詳細、申込方法はこちらを参照

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本書のポイント

『いつでも・どこでも・誰もが』行える合成・探索法がこの1冊に！

無機材料分野で求められる
「高機能化に向けた合成技術」と「新規材料の効果的な探索方法」
その難しさの本質を解明し、解決手段を導く。

無機固体材料合成および高機能化に資する信頼性の高い様々な溶液合成法の原理と適用例に加え、
溶液並列合成による新材料探索の実際を詳解し、無機材料全般に適用可能なアプローチを提供。

巻末にはシャノンのイオン半径表と充実の索引、
さらに書籍掲載図表のカラー版をCD-Rにて付録とし、
多数のグラフ・データを集め、わかりやすく解説。

セミナーでも好評の講師による執筆で、他著にない実務的な知識をお届けするガイドブックです。

掲載図表（一例）
・懇切丁寧な説明文による内容の完全な理解！
・全245点、CD-Rカラー版でよりわかりやすく！

目次

第1章　無機材料を合成するための基礎（根本原理）
1.無機材料合成技術の現状と問題点
2.誰もが使う伝統的な「固相法」
　2.1 固相法による具体例
　2.2 固相法における反応率と反応時間との関係
　2.3 固相法と原料の融点について
　2.4 それでも「固相法」が必要な理由
3.簡単な溶液法である「沈殿法」
4.金属アルコキシドを用いる「ゾルゲル法」
5.知っていて損のない錯体重合法
　5.1 錯体重合法の原理
　5.2 錯体重合法による複合酸化物の合成
　5.3 錯体重合法の問題点と利用の仕方

第2章　溶液法による無機材料の合成と高機能化
1.溶液法の共通概念
2.様々な溶液法による無機材料合成と性能向上の実例
　2.1 アモルファス金属錯体（AMC）法
　2.2 ポリビニルアルコール（PVA）法
3.ケイ酸塩及びリン酸塩の新しい合成手法
　3.1 グリコール修飾シラン（GMS）を用いた溶液法によるケイ酸塩の合成
　　（1） グリコール修飾シラン（GMS）の合成方法
　　（2） 蛍光体合成に求められること
　　（3） 水熱ゲル化法によるCa₃Sc₂Si₃O₁₂:Ce³⁺の合成
　　（4） 均一沈殿法によるZn₂SiO₄:Mn²⁺の合成
　　（5） GMSを利用した凍結乾燥法による（Sr,Ba）₂SiO₄:Eu²⁺の合成
　3.2 リンオリゴマー（PO）を用いた溶液法によるリン酸塩の合成
4.溶液法による材料の形態制御
　4.1 均一沈殿法及び水熱法によるY₂O₃:Eu³⁺蛍光体の合成
　4.2 錯体均一沈殿法によるY₂O₂S:Eu³⁺の蛍光体の合成
　4.3 ナノキューブの合成
　4.4 水熱法による酸化チタンの合成
　　（1） 従来チタン原料と水溶性チタン錯体
　　（2） 水溶性チタン錯体の構造
　　（3） 酸化チタン多形の選択的合成
　　（4） 酸化チタンの結晶形態制御:特異な結晶形態・特定結晶面の露出方法
　　（5） 特異な形状を有する酸化チタンの光触媒特性
5.いつでも・どこでも・誰でもできる溶液法による無機材料合成

第3章　溶液法を基礎とする並列合成による無機材料の探索及び高機能化
1.新無機物質・無機材料を探索する手法
　1.1 薄膜コンビナトリアル
　1.2 メルトコンビナトリアル
　1.3 計算科学的アルゴリズムによるコンビナトリアル
　1.4 溶液並列合成法の概略
2.溶液並列合成法の詳細
　2.1 溶液並列合成に求められる条件
　2.2 溶液並列合成法における操作の写真
　2.3 溶液並列合成法による蛍光体探索の事例及び賦活剤濃度最適化による高度機能化
　　（1） Tm³⁺由来の青色発光に有効なガリウム系酸化物母体の探索
　　（2） Eu³⁺由来の赤色発光に有効なABCO₆酸化物母体の探索
　　（3） 希土類添加スズ酸アルカリ土類金属系蛍光体の探索
　　（4） 共賦活緑色蛍光体Y₂SiO₅:Ce³⁺, Tb³⁺における賦活剤の最適濃度の決定
　　（5） セラミックスアップコンバージョン蛍光体の合成と高機能化
3.鉱物をヒントにした溶液並列合成法による新規蛍光体の探索
　3.1 鉱物にヒントを得た溶液並列合成法による新規蛍光体の探索の実際
　3.2 ケイ酸ナトリウムアルミニウム系鉱物:NaAlSiO₄:Eu²⁺の発見
　3.3 ケイ酸ジルコニウム系鉱物:BaZrSi₃O₉:Eu²⁺の発見
　3.4 ケイ酸ナトリウムスカンジウム系鉱物:Na₃ScSi₃O₉:Eu²⁺の発見
　3.5 アルカリ土類金属のケイ酸塩系鉱物:CaSrSiO₄:Eu²⁺及びCa₂SiO₄:Eu²⁺の発見
　　（1） 背景
　　（2） ガノマル石（Ganomalite）鉱物を契機にした青色光励起で黄橙色発光する蛍光体の発見
　　（3） 溶液並列合成法によるM_1.9Eu_0.1SiO₄蛍光体（M=Ba, Sr, Ca）の合成:青色光励起で赤橙色発光する蛍光体CaSrSiO₄:Eu²⁺の発見
　　（4） 青色光励起で赤色発光する蛍光体Ca₂SiO₄:Eu²⁺の発見:結晶サイト工学の重要性
　　（5） アルカリ土類金属のケイ酸塩の耐湿性向上:表面コーティング
　3.6 リン酸塩系鉱物: Sr₉M（PO₄）₇:Eu²⁺ （M=Y, Gd, Sc）及びKSrY（PO₄）₂:Eu²⁺の発見

第4章　硫化物及び（酸）窒化物の合成
1.BaAl₂S₄:Eu²⁺蛍光体の合成と発光特性
　1.1 BaAl₂S₄:Eu²⁺蛍光体の合成方法
　1.2 BaAl₂S₄:Eu²⁺蛍光体の発光特性
　1.3 製造コストの比較
2.新規アルカリ土類金属チオアルミネート（Ba_1-xSr_x）₄Al₂S₇:Eu²⁺の合成及び蛍光特性
3.Ba_2-xSr_xZnS₃:Eu²⁺蛍光体の合成及び蛍光特性
　3.1 Ba_2-xSr_xZnS₃:Eu²⁺の合成方法
　3.2 Ba_2-xSr_xZnS₃:Eu²⁺の発光特性
4.新規アルカリ土類金属チオシリケート
　4.1 （Ba,Sr,Ca）₂SiS₄:Eu²⁺系における新規蛍光体の探索
　4.2 新規蛍光体（Ca,Sr）₃Si₂S₇:Eu²⁺
　4.3 新規蛍光体 （Ca,Sr）₈Si₅S₁₈:Eu²⁺
5.（酸）窒化物の合成
　5.1 「固相法」による（酸）窒化物合成
　5.2 「ガス還元窒化法」による（酸）窒化物合成
　5.3 「カルボサーマル還元窒化法」による（酸）窒化物合成
　5.4 「アンモサーマル法」による（酸）窒化物合成

第5章　無機材料の高機能化及び新機能無機材料探索に向けた戦略
1.無機材料の高機能化に向けた戦略
　1.1 超臨界水熱プロセスによるナノ粒子合成と超ハイブリッド材料創製
　　（1） 有機・無機ハイブリッドナノ粒子の創製
　　（2） 超ハイブリッド材料の創製
　1.2 フラックスを活用した粒子形状制御による蛍光体・光触媒の高度機能化
　　（1） 赤橙色発光Ca_1.6Eu_0.4SiO₄蛍光体のフラックス処理による高度機能化
　　（2） 露出結晶面制御によるRh_0.5Cr_1.5O₃/SrTiO₃光触媒の高効率化
　1.3 鋳型を用いた中空粒子の合成
　　（1） 鋳型を用いた窒化タンタル中空粒子型光触媒の合成
　　（2） 鋳型を用いたブルカイト型酸化チタン中空粒子の合成
　1.4 ブロンズ型酸化チタン（TiO₂（B））薄膜の超親水性
2.新規無機材料探索に向けた戦略
　2.1 A 「複合アニオン化合物」
　2.2 B 「物質探索の手法」
　2.3 C 「迅速な評価手段」
　2.4 D 「結晶構造評価」
　2.5 E 「理論的なアプローチ」
3.環境調和性と材料の機能及び元素戦略に基づいた材料設計
　3.1 環境調和性と材料の機能
　3.2 元素戦略に基づいた材料設計
　　（1） 希少元素の使用量の抑制
　　（2） 毒性元素の使用量の抑制
　　（3） ありふれた元素の有効利用

引用文献

付録:シャノンのイオン半径表

索引