層状チタン酸塩のインターカレーションとエレクトロクロミック表示素子への応用

• Project/Area Number: 07555201
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Inorganic materials/Physical properties
• Research Institution: Tokuyama College of Technology
• Principal Investigator: 大橋 正夫 徳山工業高等専門学校, 情報電子工学科, 助教授 (80160597)
• Project Period (FY): 1995
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1995)
• Budget Amount: ¥4,600,000 (Direct Cost: ¥4,600,000); Fiscal Year 1995: ¥4,600,000 (Direct Cost: ¥4,600,000)
• Keywords: 層状結晶 / チタン / リチウム / インターカレーション / エレクトロクロミズム

Research Abstract

1.我々は先に、4価のチタンを含む白色結晶(Ti_3P_6Si_2O_<25>、NbTi(PO_4)_3など)を合成し、これにリチウムをインターカレーションした。結晶は青色あるいは黒色に着色し、エレクトロクロミズムを示すことがわかった。本研究では、4価のチタンを含む層状チタン酸塩Cs_xTi_<2-x/4>O_4を取り上げ、リチウムのインターカレーションとエレクトロクロミック特性について調べた。
2.試料は炭酸セシウムとアナターゼ型酸化チタンを700℃で加熱することにより得た。リチウムのインターカレーションは、ブチルリチウムを用いる化学的方法および、電池の放電とサイクリックボルタモグラムによる電気化学的方法により調べた。電気伝導度は交流インピーダンス法により測定した。
3.Cs_xTi_<2-x/4>O_4は0.68≦x≦0.88の組成域で単一相として得られた。層間に存在するセシウム量が最も少ないx=0.68の試料Cs_<0.68>Ti_<1.83>O_4について調べたところ、化学的および電気化学的にリチウムをインターカレーションできることを見出した。インターカレーション量の上限は組成式あたり0.48であった。リチウムは可逆的にインターカレーション、デインターカレーションし、それに伴い結晶の色は白色から濃青色に変化した。この色の変化はチタンが4価から3価に還元されることによると考えられる。非常に幅広の光吸収スペクトルが観測され、電気伝道度は室温で5桁以上大きくなった。しかしながら、ESR測定では3価のチタンは確認できなかった。
層状チタン酸塩は、新しいエレクトロクロミック表示電極(ECD)材料として有望であることがわかった。今後は、均質な薄膜試料を合成して、より詳しくエレクトロクロミック特性を検討する必要がある。

Research Products

• [Publications] 大橋正夫: "層状チタン酸塩Cs_xTi_<1-x/4>O_4の合成とリチウムインターカレーション" 徳山工業高等専門学校研究紀要. 19. 41-45 (1995)