| Project/Area Number |
21J22865
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
志賀 仁美 東京工業大学, 理学院, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2022-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | 層状ペロブスカイト / 相転移 / 結晶構造解析 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、(110)層状ペロブスカイトの結晶構造と物性の研究、および新物質探索に取り組む。BaNdInO4およびその固溶体は酸化物イオン伝導体であることが知られているが高温での結晶構造がわかっていない。そこで高温高分解能中性子および放射光X線回折法によりBaNdInO4およびその固溶体の構造変化を研究する。また、イオン伝導度を調べて、結晶構造との関係を明らかにする。誘電率の温度依存性から高温での強誘電-常誘電相転移が示唆されているが、結晶構造変化が未解明の材料がいくつかある。そこで高温中性子と放射光X線回折および第二次高調波発生などを利用して、構造変化を調べ、誘電性と構造の相関を確立する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ペロブスカイト型化合物は、一般式ABX3で表され、多彩な機能を有するため、活発な研究開発がなされている。層状ペロブスカイトには、ペロブスカイト(類似)層における擬単純立方ユニットの(100), (110), (111)面がペロブスカイト(類似)層に平行な3つの主要なグループが存在する。このうちの(100)層状ペロブスカイトは、多くの化合物が報告されており、かつ物性の研究の数も多い。一方 (110)層状ペロブスカイト材料の報告例は少なく、「構造や物性に関する研究が少ない」、「材料探索が十分になされていない」などの問題がある。本研究では、近年発見された(110)層状ペロブスカイトのイオン伝導体BaNdInO4について、その相転移機構を解明しイオン伝導との関係を明らかにすること、新規(110)層状ペロブスカイト化合物の発見を目指し、報告数の少ない3つのカチオンを含むABCO4組成の新物質を発見することを目的とした。
(110)層状ペロブスカイトBaNdInO4は、室温で単斜晶系空間群P21/cに属するイオン伝導体である。高温におけるBaNdInO4の結晶構造は、分解能の低い中性子回折装置を用いた測定データから解析した例が報告されているが、詳細な構造解析や、相転移の可能性については明確にされていなかった。本研究では、室温から高温におけるBaNdInO4の結晶構造変化を明らかにするために、高温かつ高分解能の放射光X線および中性子回折測定を実施し、構造解析を行った。その結果、ある温度にて、高い対称性の空間群の高温相へ転移することが、消滅測から明らかにすることができた。
ABCO4組成の構造マップを用いて探索する新物質の組成を選定し、合成を行った。合成した試料のXRD測定を行い、結晶相と格子定数を明らかにした。その結果、ABCO4組成の新物質を発見することができた。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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