JPH0244250B2 - SCGAZN2MGO6DESHIMESARERUROTSUHOSHOKEINOSOJOKOZOOJUSURUKAGOBUTSUOYOBISONOSEIZOHO - Google Patents
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Description
産業上の利用分野
本発明は光機能材料、半導体材料等として有用
な新規化合物であるScGaZn2MgO6で示される六
方晶系の層状構造を有する化合物及びその製造法
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 ScGaZn 2 MgO 6 , which is a new compound useful as an optical functional material, a semiconductor material, etc., 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 and known by the applicant. ing. 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
本発明は前記(YbFeO3)oFeOの化学式におい
て、n=1/3に相当し、Yb3+の代わりにSc3+を、
Fe3+の代わりにGa3+を、Fe2+の代わりに(2Zn2+
+Mg2+)を置きかえられた新規化合物を提供す
るにある。
発明の構成
本発明の化合物はScGaZn2MgO6で示され、イ
オン結晶モデルでは、Sc3+(Ga3+、Zn2+)
Mg2+Zn2+O6 2-として記述され、その構造は、
ScO1.5層、(Ga、Zn)O2.5層、MgO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
方性を持つていることが特徴の一つである。
Zn2+の半数はGa3+と共に(Ga、Zn)O2.5層を
作り、残りの半数のZn2+はZnO層を、Mg2+は
MgO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=3.271±0.001(Å)
c=41.14±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〕及び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、半導体材料及び触媒
材料として有用なものである。
蛍光体、半導体用の素子としての利用が挙げら
れる。[Table] These compounds have a layered structure in which YbFeO 3 is combined at a ratio of n (n = 1, 2, 3,...) moles per 1 mole of iron oxide (FeO). . Purpose of the Invention The present invention provides that in the chemical formula of (YbFeO 3 ) o FeO, n = 1/3, and Sc 3+ is substituted for Yb 3+ .
Ga 3+ instead of Fe 3+ , (2Zn 2+ instead of Fe 2+
+Mg 2+ ) is provided. Structure of the Invention The compound of the present invention is represented by ScGaZn 2 MgO 6 , and in the ionic crystal model, Sc 3+ (Ga 3+ , Zn 2+ )
Described as Mg 2+ Zn 2+ O 6 2- , its structure is
ScO 1.5 layer, (Ga,Zn)O 2.5 layer, MgO layer and ZnO
It is formed by stacking layers, and one of its characteristics is that it has significant structural anisotropy. Half of the Zn 2+ forms a (Ga, Zn)O 2.5 layer with Ga 3+ , the other half of Zn 2+ forms a ZnO layer, and Mg 2+ forms a ZnO layer.
Creating an MgO layer. The lattice constants as a hexagonal crystal system are as follows. a=3.271±0.001 (Å) c=41.14±0.01 (Å) Planar index (hkl), interplanar spacing (d (Å)) of this compound
[d p is the measured value, d c is the 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. Examples include use as a phosphor and a semiconductor element.
【表】【table】
【表】
この化合物は次の方法によつて製造し得られ
る。
金属スカンジウムあるいは酸化スカンジウムも
しくは加熱により酸化スカ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、金属マグネ
シウムあるいは酸化マグネシウムもしくは加熱に
より酸化マグネシウムに分解される化合物とを、
スカンジウム、ガリウム、亜鉛及びマグネシウム
の割合が原子比で1対1対2対1になるように混
合して、該混合物を600℃以上の温度で、大気中、
酸化性雰囲気中あるいはスカンジウム及びガリウ
ムが各々3価イオン状態、亜鉛及びマグネシウム
が各々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つて製造し得られ
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、Sc、Ga、Zn及びMgの
割合が原子比で1対1対2対1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が
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ScおよびGaが各々3価イオン
状態、Zn及びMgが各々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は制約はない。加熱終
了後0℃に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、
ScO1.5層、(Ga、Zn)O2.5層、ZnO層及びMgO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Sc2O3粉末、純度99.99%以
上のGa2O3粉末、試薬特級のZnO及び試薬特級の
MgO粉末をモル比で1対1対4対2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。この混合物を白金管内に封入し、1450℃に設
定された炉内に入れ、8日間加熱し、その後試料
を炉外に取り出し、室温まで急速に冷却した。
得られた試料はScGaZn2MgO6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。その結果は前記表−2の
通りであつた。
六方晶系としての格子定数は
a=3.271±0.001(Å)
c=41.14±0.01(Å)
であつた。
上記の格子定数および表−2の各反射(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. Scandium metal or scandium oxide or a compound that decomposes into scandium oxide when heated; gallium metal or gallium oxide or a compound that decomposes into gallium oxide when heated; and zinc metal or zinc oxide or a compound that decomposes into zinc oxide when heated. , metallic magnesium, magnesium oxide, or a compound that is decomposed into magnesium oxide by heating,
Scandium, gallium, zinc, and magnesium are mixed in an atomic ratio of 1:1:2:1, and the mixture is heated at a temperature of 600°C or higher in the atmosphere.
It can be produced by heating in an oxidizing atmosphere or in a reducing atmosphere such that scandium and gallium are not reduced to a trivalent ion state, and zinc and magnesium are 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 Sc, Ga, Zn, and Mg is 1:1:2:1. 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 Sc and Ga cannot be reduced from their trivalent ion states, and Zn and Mg cannot be reduced from their divalent ion states. Heating time is several hours or more. There are no restrictions on the rate of temperature increase during heating. After heating, it may be rapidly cooled to 0°C or rapidly drawn out into the atmosphere. The resulting compound powder is colorless;
According to powder X-ray diffraction, it was found to have a crystal structure. Its crystal structure is layered,
It is formed by stacking 1.5 layers of ScO, 2.5 layers of (Ga, Zn)O, a ZnO layer, and a MgO layer. Examples Sc 2 O 3 powder with a purity of 99.99% or more, Ga 2 O 3 powder with a purity of 99.99% or more, reagent grade ZnO, and reagent grade ZnO
MgO powder was weighed at a molar ratio of 1:1:4:2, ethanol was added in an agate mortar, and the mixture was mixed for about 30 minutes to obtain a fine powder mixture with an average particle size of several μm. This mixture was sealed in a platinum tube, placed in a furnace set at 1450°C, heated for 8 days, and then the sample was taken out of the furnace and rapidly cooled to room temperature. The obtained sample was a single phase of ScGaZn 2 MgO 6 ,
The interplanar spacing dp and relative reflection intensity of each reflection were measured by powder X-ray diffraction. The results were as shown in Table 2 above. The lattice constants as a hexagonal crystal system were a=3.271±0.001 (Å) and c=41.14±0.01 (Å). The above lattice constants and each reflection (hkl) in Table 2
The calculated interplanar spacing (d c (Å)) matches the actually measured interplanar spacing (d p (Å)) extremely well. Effects of the Invention The present invention provides novel compounds useful as optical functional materials, semiconductor materials, and catalysts.
Claims (1)
造を有する化合物。 2 金属スカンジウムあるいは酸化スカンジウム
もしくは加熱により酸化スカ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、金属マグ
ネシウムあるいは酸化マグネシウムもしくは加熱
により酸化マグネシウムに分解される化合物と
を、スカンジウム、ガリウム、亜鉛及びマグネシ
ウムの割合が原子比で1対1対2対1になるよう
に混合して、該混合物を600℃以上の温度で、大
気中、酸化性雰囲気中あるいはスカンジウム及び
ガリウムが各々3価イオン状態、亜鉛及びマグネ
シウムが各々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
ScGaZn2MgO6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 ScGaZn 2 MgO 6 . 2 Scandium metal or scandium oxide or a compound that decomposes into scandium oxide when heated; gallium metal or gallium oxide or a compound that decomposes into gallium oxide when heated; and zinc metal or zinc oxide or a compound that decomposes into zinc oxide when heated. and metallic magnesium, magnesium oxide, or a compound decomposed into magnesium oxide by heating, such that the atomic ratio of scandium, gallium, zinc, and magnesium is 1:1:2:1, and the mixture is mixed. is heated at a temperature of 600°C or higher in the air, in an oxidizing atmosphere, or in a reducing atmosphere to the extent that scandium and gallium are not reduced to a trivalent ion state, and zinc and magnesium are not reduced to a divalent ion state. do
A method for producing a compound having a hexagonal layered structure represented by ScGaZn 2 MgO 6 .
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JPS63210020A JPS63210020A (en) | 1988-08-31 |
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Country Status (1)
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JP (1) | JPH0244250B2 (en) |
-
1987
- 1987-02-24 JP JP4115887A patent/JPH0244250B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS63210020A (en) | 1988-08-31 |
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