| Project/Area Number |
08229102
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Hosei University |
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Principal Investigator |
栗山 一男 法政大学, 工学部, 教授 (20125082)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
矢萩 正人 青森大学, 工学部, 助教授 (20244890)
浜中 廣見 法政大学, 工学部, 教授 (10061235)
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| Project Period (FY) |
1996
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 1996)
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| Budget Amount *help |
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 1996: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
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| Keywords | リチウムガリウム / イオン伝導体 / 比熱異常 / 伝導度異常 / 格子欠陥 |
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| Research Abstract |
1.研究目的 本研究は、β-LiGa(NaTl構造:43.5〜54at.%Li)の230K付近で観測された電気抵抗の不連続がLi原子空孔(V_<Li>)の規則-不規則変態に起因することを明らかにするために比熱測定を行う。さらに電気抵抗の温度依存性から、Liイオンの固体内移動を欠陥構造との関連で考察する。
2.方法 粉末試料用の比熱測定装置を自作し比熱測定を行った。電気抵抗はアルゴンガスフロー中でVan der Pauw法を用いて測定した。
3.結果 β-LiGa(43.8at.%Li)の比熱異常が電気抵抗異常とほぼ同じ温度で観測された。これは、低温側では多量に存在するV_<Li>同士の反発相互作用により、エネルギー的に低い規則配置を有していることを示唆している。転移温度における余剰エンタルピーは、72J/moleであり、V_<Li>同士の相互作用の強さを反映している。
V_<Li>のみを多量に含有するLi欠乏β-相境界(43.5at.%Li)では、昇降温過程で抵抗は単調な増減を示し、V_<Li>とLi_<Ga>が共存しているLi過剰の試料では、昇温過程で抵抗が減少する『不可逆的電気抵抗変化』が観測された。これは、価数が-2の場として振る舞う散乱中心であるLi_<Ga>欠陥の消滅に関係している。電気抵抗減少はΔρ∝exp(-E_A/kT)で変化し、活性化エネルギーE_Aは約0.58±0.02eVと算出された。この活性化エネルギーの起源はLi_<Ga>欠陥を含む5個のLi原子から構成されるLiクラスターの崩壊エネルギーと考えられる。Li_<Ga>を含有しているβ-LiGaの『構造不安定性』は、Li_<Ga>存在によりGa副格子のsp^3様混成軌道が局所的に崩壊し、結合力が緩和されることに起因すると考えられる。
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