ラマン散乱分光分析によるイオン性融体の熱力学的および誘電的性質の基礎的研究

• Project/Area Number: 06750749
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Metal making engineering
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 遠藤 守 東北大学, 工学部, 助手 (30213599)
• Project Period (FY): 1994
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1994)
• Budget Amount: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 1994: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: ラマン散乱 / 分子動力学シミュレーション / 溶融塩 / アルカリハライド

Research Abstract

アルカリハライド融体の電子分極率の挙動に注目し、LiCl-CsCl混合融体のラマン散乱スペクトルの測定および分子動力学シミュレーションを行った。ラマン散乱スペクトルの結果、分子の振動モードに起因する典型的なスペクトルは観察されなかったが、低波数領域にショルダーが観察された。そこで、本研究はその詳細を検討した。アルカリハライド融体では、ピークがはっきり見えないことから、レイリー散乱に起因するスペクトルおよび高温であることから熱振動に起因するスペクトルを処理し、これらに起因するスペクトルを減少させ、アルカリハライド本来の振動モードに起因するスペクトルを強調することによって、埋もれていたピークを観察した。その結果、比較的単純なイオン性融体であるとみなされているアルカリハライド融体にもラマン活性な振動モードが依存し、混合によりそのピーク位置がブルーシフトするなどのスペクトルの変化が観察された。これらのピークはフォノンやbinary collisionに起因するものと考えられる。アルカリハライド混合融体におけるブルーシフトについては、現時点で報告例がなく、本研究の大きな成果の一つである。また、分子動力学シミュレーションによるLiCl-CsCl融体の解析の結果、融体中のアニオン-カチオン間の距離は、LiClに対してCsClの添加と共に減少する傾向が有ることがわかった。このことは、ラマン散乱スペクトルのピーク位置がブルーシフトと良く対応していることが明らかとなった。また、混合塩中のCsClは、6配位および8配位を取っていることが分子動力学シミュレーションにより明かとなった。