準弾性散乱・理論を併用したガラス構造中のLiイオンダイナミクスの解明

• Project/Area Number: 24K01160
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: 尾原 幸治 島根大学, 学術研究院機能強化推進学系, 教授 (00625486)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大窪 貴洋 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (50534541) ; 齋藤 真器名 東北大学, 理学研究科, 准教授 (80717702) ; 秋葉 宙 東京大学, 物性研究所, 助教 (20993273)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000); Fiscal Year 2026: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2025: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2024: ¥12,480,000 (Direct Cost: ¥9,600,000、Indirect Cost: ¥2,880,000)
• Keywords: 硫化物ガラス / Liイオンダイナミクス / 中性子準弾性散乱 / ガンマ線準弾性散乱

Outline of Research at the Start

全固体電池において、ガラス中のLiイオン輸送を原子・分子レベルで理解し制御することがその実現に向けた鍵となる。本研究では硫化物ガラス構造におけるLiイオンダイナミクス（拡散）の解明を目指し、①Liイオンダイナミクスの実験的検証と②Liイオンジャンプに対する理論計算を行う。Liイオンダイナミクスを、ナノメートルスケールにてナノからピコ秒で測定可能な中性子準弾性散乱、およびサブマイクロ秒で測定可能なガンマ線準弾性散乱にて実験的に直接計測する。また、理論的検証を同時間・同空間スケールの第一原理分子動力学シミュレーションから行うことで、Liイオンジャンプ初動とその拡散（つながり）のメカニズムを理解する。