JPH0244246B2 - INALZN7O10DESHIMESARERUROTSUHOSHOKEINOSOJOKOZOOJUSURUKAGOBUTSUOYOBISONOSEIZOHO - Google Patents
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Landscapes
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Description
産業上の利用分野
本発明は光機能材料、半導体材料として有用な
新規化合物であるInAlZn7O10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、YbO1.5
層、FeO1.5層、Fe2O2.5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。
INDUSTRIAL APPLICATION FIELD The present invention relates to a compound having a hexagonal layered structure represented by InAlZn 7 O 10 , which is a new compound useful as an optical functional material and a semiconductor material, and a method for producing the same. Prior Art Conventionally, a compound having a hexagonal layered structure represented by (Yb 3+ Fe 3+ O 3 ) o Fe 2+ O (n represents an integer) was synthesized by the applicant and known. It is being YbFe 2 O 4 , Yb 2 Fe 3 O 7 , Yb 3 Fe 4 O 10 and
Lattice constant of Yb 4 Fe 5 O 13 as hexagonal system, YbO 1.5
Table 1 shows the number of layers in the unit cell, FeO 1.5 layer, and Fe 2 O 2.5 layer.
【表】【table】
【表】
これらの化合物は酸化鉄(FeO)1モルに対し
てYbFeO3がn(n=1、2、3…)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。
発明の目的
本発明は(YbFeO3)oFeOの化学式において、
n=1/7に相当し、Yb3+の代わりにIn3+を、Fe3+
の代わりにAl3+を、Fe2+の代わりにZn2+を置き
かえた新規な化合物を提供するにある。
発明の構成
本発明の化合物はInAlZn7O10で示される化合
物は、イオン結晶モデルではIn3+(Al3+Zn2+)
Zn6 2+O10 2-として記述され、その構造は、InO1.5
層、(Al、Zn)O2.5層及び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1/7はAl3+
と共に(Al、Zn)O2.5層を作り、残りの6/7は
ZnO層を作つている。六方晶系としての格子定数
は以下の通りである。
a=3.263±0.001(Å)
c=72.24±0.01(Å)
この化合物の面指数(hkl)、面間隔(d(Å))
〔dpは実測値、dcは計算値を示す〕およびX線に
対する相対反射強度(I%)を表−2に示す。
この化合物は光機能材料、半導体材料、触媒材
料として有用なものである。[Table] These compounds have a layered structure in which YbFeO 3 is thought to be combined at a ratio of n (n=1, 2, 3...) moles to 1 mole of iron oxide (FeO). Purpose of the Invention The present invention relates to the chemical formula of (YbFeO 3 ) o FeO,
Corresponds to n = 1/7, In 3+ instead of Yb 3+ , Fe 3+
The object of the present invention is to provide a novel compound in which Al 3+ is substituted for Fe 2+ and Zn 2+ is substituted for Fe 2+ . Structure of the invention The compound of the present invention is InAlZn 7 O 10 In the ionic crystal model, the compound is In 3+ (Al 3+ Zn 2+ )
Described as Zn 6 2+ O 10 2- , its structure is InO 1.5
It is formed by laminating layers, (Al, Zn)O 2.5 layers, and ZnO layers, and one of its characteristics is that it has significant structural anisotropy. 1/7 of Zn 2+ ions are Al 3+
together with (Al, Zn)O to make 2.5 layers, and the remaining 6/7
Creating a ZnO layer. The lattice constants as a hexagonal crystal system are as follows. a = 3.263 ± 0.001 (Å) c = 72.24 ± 0.01 (Å) Planar index (hkl), interplanar spacing (d (Å)) of this compound
[d p is an actual measurement value, d c is a calculated value] and the relative reflection intensity (I%) for X-rays are shown in Table 2. This compound is useful as an optical functional material, a semiconductor material, and a catalyst material.
【表】【table】
【表】【table】
【表】
この化合物は以下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、金属アルミニウムあるいは酸化アルミニウム
もしくは加熱により酸化アルミニウムに分解され
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、イ
ンジウム、アルミニウム及び亜鉛の割合が原子比
で1対1対7になるように混合して、該混合物を
600℃以上のもとで、大気中、酸化性雰囲気中あ
るいはインジウム及びアルミニウムが各々3価イ
オン状態、亜鉛が2価イオン状態より還元されな
い程度の還元雰囲気中で加熱することにより製造
し得られる。
本発明に用いる出発物質は市販の物をそのまま
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、純度の高い物が好ましい。この原料を
そのままあるいはアルコール類もしくはアセトン
と共に充分混合する。
これらの混合割合は、In、Al、及びZnの割合
が原子比で1対1対7の割合である。この割合が
はずれると目的とする化合物の単一相を得られな
い。この混合物を大気中あるいは酸化性雰囲気中
もしくはIn及びAl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得ない程度の還元雰
囲気中で600℃以上で加熱する。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。得られた化合物の
粉末は無色で、粉末X線回折法によると結晶構造
を有することがわかつた。その結晶構造は層状構
造であり、InO1.5層、(Al、Zn)O2.5層、及び
ZnO層の積み重ねによつて形成されている。
実施例
純度99.99%以上の酸化インジウム(In2O3)粉
末、純度99.99%以上の酸化アルミニウム
(Al2O3)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14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の微粉状混合物を得
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5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InAlZn7O10の単
一相であり、粉末X線回折法によつて、各反射の
面間隔(dp)及び相対反射強度を測定した結果は
表−2の通りであつた。
六方晶系としての格子定数は、
a=3.263±0.001(Å)
c=72.24±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(dc(Å))は、実測の面間隔
(dp(Å))と極めてよく一致している。
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。[Table] This compound can be produced by the following method. Metal indium or indium oxide or a compound that decomposes into indium oxide when heated; metal aluminum or aluminum oxide or a compound that decomposes into aluminum oxide when heated; and metal zinc or zinc oxide or a compound that decomposes into zinc oxide when heated. are mixed so that the ratio of indium, aluminum and zinc is 1:1:7 in atomic ratio, and the mixture is
It can be produced by heating at 600° C. or higher in the air, in an oxidizing atmosphere, or in a reducing atmosphere to the extent that indium and aluminum are not reduced to a trivalent ion state, and zinc is not reduced to a divalent ion state. Commercially available starting materials for use in the present invention may be used as they are, but in order for the chemical reaction to proceed quickly, the particle size is preferably small, particularly preferably 10 μm or less. Further, when used as an optical functional material or a semiconductor material, a highly pure material is preferable because contamination with impurities is avoided. This raw material is thoroughly mixed as it is or with an alcohol or acetone. The mixing ratio of these is such that the atomic ratio of In, Al, and Zn is 1:1:7. If this ratio is off, a single phase of the target compound cannot be obtained. This mixture is heated at 600° C. or higher in the air, in an oxidizing atmosphere, or in a reducing atmosphere such that In and Al cannot be reduced from the trivalent ion state and Zn from the divalent ion state. Heating time is several hours or more. There are no restrictions on the rate of temperature increase during heating. After heating, it can be rapidly cooled or rapidly drawn out into the atmosphere. The powder of the obtained compound was colorless and was found to have a crystalline structure by powder X-ray diffraction. Its crystal structure is a layered structure, consisting of 1.5 layers of InO, 2.5 layers of (Al, Zn)O, and
It is formed by stacking ZnO layers. Example: Indium oxide (In 2 O 3 ) powder with a purity of 99.99% or more, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) powder with a purity of 99.99% or more, and reagent grade zinc oxide (ZnO) powder in a 1:1 molar ratio. The mixture was weighed at a ratio of 14:1, ethanol was added in an agate mortar, and mixed for about 30 minutes to obtain a fine powder mixture with an average particle size of several μm. The mixture was sealed in a platinum tube, placed in a tubular silicone furnace set at 1450°C, and heated for 5 days, after which the sample was taken out of the furnace and rapidly cooled to room temperature. The obtained sample was a single phase of InAlZn 7 O 10 , and the results of measuring the interplanar spacing (d p ) and relative reflection intensity of each reflection using powder X-ray diffraction method are shown in Table 2. Ta. The lattice constants as a hexagonal crystal system were a=3.263±0.001 (Å) and c=72.24±0.01 (Å). The above lattice constants and the surface index (hkl) in Table 2
The calculated interplanar spacing (d c (Å)) is in extremely good agreement with the actually measured interplanar spacing (d p (Å)). Effects of the Invention The present invention provides novel compounds useful as optical functional materials, semiconductor materials, and catalysts.
Claims (1)
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、金属アルミニウムあるいは酸化アルミニウ
ムもしくは加熱により酸化アルミニウムに分解さ
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、
インジウム、アルミニウム及び亜鉛の割合が原子
比で1対1対7になるように混合して、該混合物
を600℃以上のもとで、大気中、酸化性雰囲気中
あるいはインジウム及びアルミニウムが各々3価
イオン状態、亜鉛が2価イオン状態より還元され
ない程度の還元雰囲気中で加熱することを特徴と
するInAlZn7O10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。[Claims] 1. A compound having a hexagonal layered structure represented by InAlZn 7 O 10 . 2 Metallic indium or indium oxide or a compound that decomposes into indium oxide when heated; Metallic aluminum or aluminum oxide or a compound that decomposes into aluminum oxide when heated; Metallic zinc or zinc oxide or a compound that decomposes into zinc oxide when heated. and,
Indium, aluminum, and zinc are mixed in an atomic ratio of 1:1:7, and the mixture is heated at 600°C or higher in the air, in an oxidizing atmosphere, or when indium and aluminum are each trivalent. 1. A method for producing a compound having a hexagonal layered structure represented by InAlZn 7 O 10 , which comprises heating in a reducing atmosphere to the extent that zinc in an ionic state is not reduced more than in a divalent ion state.
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1987
- 1987-04-22 JP JP9888887A patent/JPH0244246B2/en not_active Expired - Lifetime
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