【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]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ScGaZn7O10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は整数を示す）
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。 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。INDUSTRIAL APPLICATION FIELD The present invention relates to a compound having a hexagonal layered structure represented by ScGaZn7 O10 , which is a new compound useful as an optical functional material, a semiconductor material, and a catalyst material, and a method for producing the same. Conventional technology Conventionally, (Yb3+ Fe3+ O3 )o Fe2+ O (n indicates an integer)
The compound having a hexagonal layered structure represented by is synthesized by the applicant and is known. YbFe2 O4 , Yb2 Fe3 O7 , Yb3 Fe4 O10 and
Lattice constant of Yb4 Fe5 O13 as hexagonal system, YbO1.5
Table 1 shows the number of layers in the unit cell, FeO1.5 layer, and Fe2 O2.5 layer. These compounds are per mole of iron oxide,
It is a compound with a layered structure that is thought to be composed of n moles of YbFeO3 .
【表】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Sc3+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な化合物を提供するにある。発明の構成 本発明のScGaZn7O10で示される化合物は、イ
オン結晶モデルでは、Sc3+（Ga3+、Zn2+）
Zn62+O102-として記載され、その構造はScO1.5
層、（Ga3+、Zn2+）O2.5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1/7
はGa3+と共に（Ga3+、Zn2+）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
の格子定数は次の通りである。ａ＝3.258±0.001（Å）ｃ＝72.74±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。[Table] Purpose of the invention The present invention is based on the chemical formula of (YbFeO3 )o FeO,
Corresponds to n = 1/7, Sc3+ instead of Yb3+ , Fe3+
The present invention provides a novel compound obtained by replacing Ga3+ with Zn 2+ and Fe2+ with Zn2+ . Structure of the Invention In the ionic crystal model, the compound represented by ScGaZn7 O10 of the present invention is Sc3+ (Ga3+ , Zn2+ )
Described as Zn62+ O102- , its structure is ScO1.5
It is formed by stacking a (Ga3+ , Zn2+ )O2.5 layer and a ZnO layer, and one of its characteristics is that it has significant structural anisotropy. 1/7 of Zn2+ ion
together with Ga3+ forms a (Ga3+ , Zn2+ )O2.5 layer, and the remaining 6/7 forms a ZnO layer. The lattice constants as a hexagonal crystal system are as follows. a=3.258±0.001 (Å) c=72.74±0.01 (Å) Planar index (hkl), interplanar spacing (d (Å)) of this compound
(dp is an actual measured value, dc is a calculated value) and the relative reflection intensity (I%) for X-rays is shown in Table 2. This compound is useful for optical functional materials, semiconductor materials, catalyst materials, etc.
【表】【table】
【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を、Sc、Ga
およびZnの割合が原子比で１対１対７の割合で
混合し、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Sc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、Sc、Ga、及びZnの割合が
原子比で１対１対７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
Sc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600℃
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ScGaZn7O10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、
ScO1.5層、（Ga、Zn）O2.5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％以上の酸化スカンジウム（Sc2O3）
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、ScGaZn7O10単一相であり、粉末Ｘ線
回折法によつて面指数（hkl）、面間隔（dp）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＝3.258±0.001（Å）ｃ＝72.74±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。[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. , Sc, Ga
and Zn in an atomic ratio of 1:1:7, and the mixture was heated in the air at a temperature of 600°C or higher,
It can be produced by heating in an oxidizing atmosphere or in a reducing atmosphere in which Sc and Ga are not reduced to a trivalent ion state, and Zn is not reduced to a divalent ion state. Commercially available starting materials used in the present invention may be used as they are, but in order for the chemical reaction to proceed quickly, it is better to have a small particle size, especially 10 μm.
It is preferable that it is below. Furthermore, when used as an optical functional material or a semiconductor material, it is preferable to have high purity since contamination with impurities is avoided. Examples of compounds whose starting materials yield metal oxides by heating include hydroxides, carbonates, and nitrates of the respective metals. The raw materials are thoroughly mixed as they are or together with alcohols, acetone, etc. The mixing ratio of the raw materials requires that the atomic ratio of Sc, Ga, and Zn be 1:1:7. If this is removed, a single phase of the target compound cannot be obtained. This mixture is stored in the air, in an oxidizing atmosphere, or
At 600℃ in a reducing atmosphere where Sc and Ga are not reduced from the trivalent ion state and Zn from the divalent ion state.
Heat under the above conditions. 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 it can be rapidly drawn out into the atmosphere. The obtained ScGaZn7 O10 compound powder was colorless and was found to have a crystalline structure by powder X-ray diffraction. Its crystal structure is layered,
It was found that it was formed by stacking1.5 layers of ScO,2.5 layers of (Ga, Zn)O, and a layer of ZnO. Example Scandium oxide (Sc2 O3 ) with a purity of 99.99% or more
Powder, gallium oxide (Ga2 O3 ) with a purity of over 99.99%
Weigh the powder and reagent-grade zinc oxide (ZnO) powder at a molar ratio of 1:1:14, add ethanol in an agate mortar, and mix for about 30 minutes to form a fine powder with an average particle size of several μm. A mixture was obtained. The mixture was sealed in a platinum tube, placed in a tubular siliconite 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 had a single phase of ScGaZn7 O10 , and the planar index (hkl), interplanar spacing (dp ), and relative reflection intensity (I%) were measured by powder X-ray diffraction. The results were as shown in Table-2. The lattice constants as a hexagonal crystal system were a=3.258±0.001 (Å) and c=72.74±0.01 (Å). The above lattice constants and the surface index (hkl) in Table 2
The calculated interplanar spacing (dc (Å)) agreed extremely well with the actually measured interplanar spacing (dp (Å)). Effects of the Invention The present invention provides novel compounds useful as optical functional materials, semiconductor materials, and catalysts.