JPH0244259B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は光機能材料、半導体材料および触媒材
料として有用な新規化合物であるInGaZn₄O₇で示
される六方晶系の層状構造を有する化合物および
その製造法に関する。 従来技術 従来、（Yb³⁺Fe³⁺O₃）_oFe²⁺O（ｎは整数を表わ
す）で示される六方晶系の層状構造を有する化合
物は本出願人によつて合成され知られている。 YbFe₂O₄、Yb₂Fe₃O₇、Yb₃Fe₄O₁₀及び
Yb₄Fe₅O₁₃の六方晶系としての格子定数、YbO_1.5
層、FeO_1.5層、Fe₂O_2.5層の単位格子内における
層数を示すと表−１の通りである。 これらの化合物は酸化鉄１モルに対して、
YbFeO₃がｎモルの割合で化合していると考えら
れる層状構造を持つ化合物である。

【表】 発明の目的 本発明は（YbFeO₃）_oFeOの化学式において、
ｎ＝1/4に相当し、Yb³⁺の代わりにIn³⁺を、Fe³⁺
の代わりにGa³⁺を、Fe²⁺の代わりにZn²⁺を置き
かえて得られた新規化合物を提供するにある。 発明の構成 本発明のInGaZn₄O₇で示される化合物は、イオ
ン結晶モデルでは、In³⁺（Ga³⁺、Zn²⁺）
Zn₃ ²⁺O₇ ^2-として記載され、その構造はInO_1.5層、
（Ga³⁺、Zn²⁺）O_2.5層およびZnO層の積層によつ
て形成されており、著しい構造異方性を持つこと
がその特徴の一つである。Zn²⁺イオンの1/4は
Ga³⁺と共に（Ga³⁺、Zn²⁺）O_2.5層を作り、残り
の3/4はZnO層を作つている。六方晶系としての
格子定数は次の通りである。 ａ＝3.284±0.001（Å） ｃ＝32.89±0.01（Å） この化合物の面指数（hkl）、面間隔（ｄ（Å））
（d_pは実測値、d_cは計算値を示す）およびＸ線に
対する相対反射強度（Ｉ％）を示すと、表−２の
通りである。 この化合物は光機能材料、半導体材料、触媒材
料等に有用なものである。

【表】

【表】 この化合物は次の方法によつて製造し得られ
る。 金属インジウムあるいは酸化インジウムもしく
は加熱により酸化インジウムに分解される化合物
と、金属ガリウムあるいは酸化ガリウムもしくは
加熱により酸化ガリウムに分解される化合物と、
金属亜鉛あるいは酸化亜鉛もしくは加熱により酸
化亜鉛に分解される化合物とを、Sc、Gaおよび
Znの割合が原子比で１対１対４の割合で混合し、
該混合物を800℃以上の温度で、大気中、酸化性
雰囲気中あるいはInおよびGaが各々３価イオン
状態、Znが２価イオン状態より還元されない還
元雰囲気中で加熱することによつて製造し得られ
る。 本発明に用いる出発物質は市販のものをそのま
ま使用してもよいが、化学反応を速やかに進行さ
せるためには粒径が小さい方がよく、特に10μｍ
以下であることが好ましい。 また光機能材料、半導体材料として用いる場合
には不純物の混入をきらうので、純度の高いこと
が好ましい。出発物質が加熱により金属酸化物を
得る化合物としては、それぞれの金属の水酸化
物、炭酸塩、硝酸塩等が挙げられる。 原料はそのまま、あるいはアルコール類、アセ
トン等と共に充分に混合する。 原料の混合割合は、In、Ga、及びZnの割合が
原子比で１対１対４の割合であることが必要であ
る。これをはずすと目的とする化合物の単一相を
得ることができない。 この混合物を大気中、酸化性雰囲気中あるいは
InおよびGaが各々３価イオン状態、Znが２価イ
オン状態から還元されない還元雰囲気中で800℃
以上のもとで加熱する。加熱時間は数時間もしく
はそれ以上である。加熱の際の昇温速度には制約
はない。加熱終了後急冷するか、あるいは大気中
に急激に引き出せばよい。 得られたInGaZn₄O₇化合物の粉末は無色であ
り、粉末Ｘ線回折法によつて結晶構造を有するこ
とが分かつた。その結晶構造は層状構造であり、
InO_1.5層、（Ga、Zn）O_2.5層、およびZnO層の積
み重ねによつて形成されていることが分かつた。 実施例 純度99.99％以上の酸化インジウム（In₂O₃）粉
末、純度99.99％以上の酸化ガリウム（Ga₂O₃）
粉末、および試薬特級の酸化亜鉛（ZnO）粉末を
モル比で１対１対８の割合に秤量し、めのう乳鉢
内でエタノールを加えて、約30分間混合し、平均
粒径数μｍの微粉末混合物を得た。該混合物を白
金管内に封入し、1450℃に設定された管状シリコ
ニツト炉内に入れ３日間加熱し、その後、試料を
炉外にとりだし室温まで急速に冷却した。得られ
た試料はInGaZn₄O₇単一相であり、粉末Ｘ線回折
法によつて面指数（hkl）、面間隔（d_p）および相
対反射強度（Ｉ％）を測定した。その結果は表−
２の通りであつた。 六方晶系としての格子定数は ａ＝3.284±0.001（Å） ｃ＝32.89±0.01（Å） であつた。 上記の格子定数および表−２の面指数（hkl）
より算出した面間隔（d_c（Å））は、実測の面間隔
（d_p（Å））と極めてよく一致した。 発明の効果 本発明は光機能材料、半導体材料及び触媒とし
て有用な新規化合物を提供する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ InGaZn₄O₇で示される六方晶系の層状構造を
   有する化合物。 ２ 金属インジウムあるいは酸化インジウムもし
   くは加熱により酸化インジウムに分解される化合
   物と、金属ガリウムあるいは酸化ガリウムもしく
   は加熱により酸化ガリウムに分解される化合物
   と、金属亜鉛あるいは酸化亜鉛もしくは加熱によ
   り酸化亜鉛に分解される化合物とを、In、Gaお
   よびZnの割合が原子比で１対１対４の割合で混
   合し、該混合物を800℃以上の温度で、大気中、
   酸化性雰囲気中あるいはInおよびGaが各々３価
   イオン状態、Znが２価イオン状態より還元され
   ない還元雰囲気中で加熱することを特徴とする
   InGaZn₄O₇で示される六方晶系の層状構造を有す
   る化合物の製造法。