Dynamic Properties of Oxygen in Doped Perovskite Oxides Studied by Means of the gamma-ray Spectroscopy Method
| Project/Area Number |
21K17993
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 80040:Quantum beam science-related
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
小松田 沙也加 金沢大学, 学校教育系, 講師 (10756381)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | チタン酸ストロンチウム / 固体物性 / 摂動核相関法 / 光触媒 / 摂動核相関(PAC)法 |
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| Outline of Research at the Start |
チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)は、元素の置換を起源として生じる酸素欠陥を介して酸素イオン伝導を生じるため、固体電解質等への応用が検討されているが、動作温度が高温域であり用途が限られることが欠点である。本研究は、原子スケールの分解能をもつ放射性核種をプローブに用いた超高感度ガンマ線核分光法（摂動角相関法）を採用し、置換サイト位置での局所構造観察結果から酸素イオン伝導のダイナミクスを原子スケールで調べ、酸素イオンの伝導の時間スケールや活性化エネルギーを推算する。さらに、得られた原子スケールの情報をバルクのインピーダンス測定結果と照合し、局所構造変化がバルクの物性に与える影響を解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度は研究中断期間(2023年3月19日～2024年3月31日)に該当するため、本欄の入力には該当しない。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究中断期間を除けば、概ね順調に進展していると判断できる。
中断期間前について、本研究ではPAC法により、(1)InまたはCdをSrTiO3中へ固溶させ、均一に拡散させる試料調製法の確立と、(2)不純物としてドープされたInまたはCd近傍に存在すると考えられる酸素空孔について、高温での熱的挙動を解明すること、以上の二つを大きな目的としていた。(1)については達成されたこと、(2)については酸素空孔に関係するSrTiO3の光触媒活性を調べることに成功したため、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。現在は高温での酸素空孔の熱的挙動を調べる実験に着手している。
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| Strategy for Future Research Activity |
InやCdのSrTiO3中での占有サイトについて、今年度得られた実験結果と理論計算結果を比較し、より詳細な局所構造情報を得る。
これに加え、SrTiO中に導入されたInまたはCd近傍に存在する欠陥(酸素空孔)について、熱的な安定性を調べる実験を行う。他にも、不純物をドープしたSrTiO3中に生じる酸素空孔の挙動が光触媒活性を向上させるといわれている。これらのことから、SrTiO3中の酸素空孔の安定性を調べることが肝要である。PAC法は不純物の占有サイト近傍に位置する酸素空孔の熱的安定性を直接観測することができる手法である。今後の本研究でPAC法により得られるPACスペクトルの緩和から酸素空孔の熱運動を確認し、その動的な挙動について時間スケールを求める予定である。
そして最終的には、これらの局所構造情報がバルクの物性に及ぼす影響を調査するために、作製した試料についてバルクの光触媒活性を評価する。
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Report
(3 results)
Research Products
(11 results)
