課題番号 ：S-16-NI-19
利用形態 ：共同研究
利用課題名（日本語） ：メスバウアー分光によるSn2(Nb2-xTax)2O7におけるSnの価数評価
Program Title (English) ：Valency evaluation of Sn in Sn2M2O7 (M=Nb, Ta) by Mössbauer spectroscopy
利用者名（日本語） ：三溝朱音1)、菊地直人2)、相浦義弘3)
Username (English) ：A. Samizo1), N. Kikuchi2), Y. Aiura3)
所属名（日本語） ：国立研究開発法人産業技術総合研究所　電子光技術研究部門
Affiliation (English) ：Electronics and Photonics Research Institute, National Institute of Advanced
Industrial Science and Technology (AIST)

１．概要（Summary ）
パイロクロア構造のSn系酸化物Sn2(Nb2-xTax)2O7の電気特性は、試料作製条件により大きく変化する。このSn系酸化物は、形式的に2価として存在するスズの一部が4価となり、イオン半径の近い5価のNb, Taサイトに置換することが良く知られている。本研究の目的は、メスバウアー分光によりこの置換欠陥(SnNb”)の定量評価を行い、「バンドギャップ幅および電気特性の異なるSn系酸化物において、SnNb”との関連性を明らかにする」ことにある。

２．実験（Experimental）
パイロクロア構造のSn系酸化物Sn2(Nb2-xTax)O7は、焼結法による多結晶試料を用いた。バンドギャップ幅は、Sn2Nb2O7 (x=0)の2.4 eVからSn2Ta2O7 (x=2)の3.0 eVへ連続的に制御できる。加えて、焼結条件（温度、雰囲気）による欠損量制御により、電気特性を制御できる。メスバウアー分光は、通常の透過法にて78Kおよび室温（RT）で測定を行った。

３．結果と考察（Results and Discussion）

図1　Sn2(Nb2-xTax)O7の119Snメスバウアースペクトル
メスバウアー分光により、作製した全てのSn2(Nb2-xTax)O7において、Sn4+によるピーク構造の存在が確認できた（図1）。加えて、絶縁体試料（高抵抗）よりp型半導体特性を示す試料のほうが、Sn4+によるピーク強度の増加することが示された。蛍光X線分析の結果と組み合わせることにより、Sn2+欠損と電気特性との相関は少ないことが示された。すなわち、Sn2(Nb2-xTax)O7のp型半導体のホール供給源は、SnNb”に由来することが分かった。

４．その他・特記事項（Others）
なし

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
(1) 羽賀浩人，川中浩史，相浦義弘，小沢健一，壬生攻，伊賀文俊，西原美一, 日本結晶学会平成28年度年会, 平成28年11月17日.
(2) 羽賀浩人，川中浩史，相浦義弘，小澤健一，壬生攻，長谷泉，上床美也，伊賀文敏，西原美一, 日本物理学会第72回年次大会, 平成29年3月19日.
(3) 菊地直人，池田紳太郎，三溝朱音，相浦義弘，西尾圭史, 第64回応用物理学会春季学術講演会, 平成29年3月15日.
(4) 三溝朱音，菊地直人，池田紳太郎，相浦義弘，西尾圭史, 第64回応用物理学会春季学術講演会, 平成29年3月15日.
(5) 相浦義弘，小澤健一，長谷泉，阪東恭子，羽賀浩人，川中浩史，三溝朱音，菊地直人, 第64回応用物理学会春季学術講演会, 平成29年3月17日.
(6) Y. Aiura, K. Ozawa, I. Hase, K. Bando, H. Haga, H. Kawanaka, A. Samizo, N. Kikuchi, K. Mase, The Journal of Physical Chemistry C, accepted.

６．関連特許（Patent）
なし