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ナノ粒子合成：アンモニアの圧力によって制御される、溶融塩におけるコロイド金属窒化物の合成
Nature 655, 8125 doi: 10.1038/s41586-026-10801-3
金属窒化物は、オプトエレクトロニクス技術、エネルギー技術、ヘルスケア技術において広範な用途を持つ、大きな材料クラスである。例えば、GaNや関連窒化物半導体は、固体照明や高出力エレクトロニクス向けの重要な材料である。TiNなどの前期遷移金属窒化物（TMN）は、耐摩耗合金、工具のコーティング、触媒、医療用インプラントに広く用いられている。強い金属–窒素結合は、窒化物に構造的剛性とともに、化学的安定性と熱的安定性を付与する。しかし、金属–窒素結合の共有結合性のため、結晶性金属窒化物を合成するためには高温が必要となる。一般的な合成方法として、高温固相窒化、超臨界アンモニア中での結晶成長、分子線エピタキシー（MBE）、反応性スパッタリング、化学気相成長法が挙げられる。化学結合が比較的弱い後期TMNの場合、コロイドナノ結晶（NC）の溶液合成が実証されている。これに対し、前期TMN NCの合成は、一般的に用いられる溶媒の安定温度範囲を大きく上回る温度が必要になるため困難である。今回我々は、溶融無機塩に溶解した金属ハロゲン化物とアンモニアを高圧下で反応させることによって、難融性金属窒化物NCを溶液合成する汎用的な手法を報告する。我々は、コロイド状のTiN、VN、GaN、NbN、Mo2N、Ta3N5、TaN、W2N、三元系Ti1−xVxN NCの合成に成功したことを実証する。こうしたNCは、溶液プロセスで作製可能な、技術的に重要な材料の範囲を拡大する。
