Elucidation of microscopic mechanisms of ionic diffusion and anharmonicity accompanied by the kink behavior in solids

• Project/Area Number: 24K08047
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
• Research Institution: Oita National College of Technology
• Principal Investigator: 池田 昌弘 大分工業高等専門学校, 一般科理系, 准教授 (80597667)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安仁屋 勝 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (30221724)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2026: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 固体電解質 / 拡散 / キンク挙動 / フォノン / 非調和性

Outline of Research at the Start

イオン伝導度や拡散係数などの輸送係数の温度依存性ではキンク挙動（連続的な折れ曲がり）が認められる。例えば、イオン結晶では、不純物濃度に敏感な外因性領域と影響しない内因性領域があり、それらは連続的に繋がっている。また、金属ガラス中のトレーサー拡散にも類似の挙動が見られる。これらのキンク挙動に伴う連続性は、従来の理論的枠組みからは十分に説明されず、その解明は固体中の普遍的な原子拡散機構に関する基礎科学の観点からも重要である。本研究では、輸送係数のキンク挙動、並びに、イオン伝導体で現れる強い格子振動の非調和性の出現について、前回の科研費課題研究で得られた知見を基に、それらの微視的機構を明らかにする。