1997 Fiscal Year Annual Research Report
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07239101
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| Research Institution | Research Institute for Science Measurement, Tohoku University |
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Principal Investigator |
石亀 希男 東北大学, 科学計測研究所, 教授 (40006143)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川添 良幸 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (30091672)
岡崎 秀雄 新潟大学, 理学部, 教授 (60018265)
辛 埴 東京大学, 物性研究所, 助教授 (00162785)
小藤 吉郎 徳島大学, 総合科学部, 教授 (40029872)
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| Keywords | プロトン導電体 / ペロブスカイト型酸化物 / 人工格子 / レーザーアブレーション / 光電子分光 / EXAFS / 分子動力学 / イオンダイナミクス |
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| Research Abstract |
本計画班では,イオン間相互作用を制御した界面を有するイオン導電性人工格子を作製し,その基本物性を明らかにする(石亀)と共に,その構造とイオンダイナミクスの関係(小藤)およびその電子構造とイオンダイナミクスの関係(辛)を実験的に研究した.これと並行して固体内におけるイオンの高速移動過程について分子動力学によるシミュレーション(岡崎)および第一原理分子動力学法を用いた固体中のプロトン移動に関するシミュレーション(川添)を行い,高速イオン移動現象の基本機構並びに発現機構を解明することを目的として研究を推進した.
(石亀)イオン導電性人工格子作製装置を用いて,SrZrO_3-SrCeO_3人工格子の作製し,その基礎的物性をX線回折,RBS,ラマン散乱および光吸収などの実験により評価した.また,電気伝導度,FTIR-ATR測定により,これらの人工格子がプロトンを吸蔵し,プロトン導電体となることを明らかにした.
(小藤)Yb置換の酸化物の熱的相転移と酸素イオンの挙動を明らかにするために,Zrを5mol%Ybで置換したSrZrO_3について,TG-DTAとXRDによる解析を行い,酸素空孔の増加がプロトン伝導度に大きな効果をもたらすことを明らかにした.
(辛)SrTi_<0.98>Nb_<0.02>O_3,SrTi_<0.98>Sc_<0.02>O_3およびSrCe_<1-x>Yb_xO_3における光電子分光スペクトルのドープ量依存性から共有結合性と電気伝導度の相関を明らかにした.また,これらの軟X線ラマン散乱の実験を行った.
(岡崎)CSZ超格子およびAgI型超イオン導電体について,分子動力学法によるシミュレーションを行い,イオン移動のダイナミクスを調べた.
(川添)100個以上の原子を含む大きい単位胞を採用して大規模第一原理バンド構造計算を行ない,極めて少量の酸素の欠陥が水素の吸着位置を大きく変える様子を調べた.
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[Publications] N.Sata, H.Yugami, Y.Akiyama, T.Hattori, S.Yamaguchi, M.Ishigame: "Studies on superlattice of Perovskite-Type Proton Conductors Synthesized by Pulsed Laser Ablation" Solid State Ionicsに投稿中.
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[Publications] N.Sata, M.Ishigame, S.Shin, et al.: "Fabrication of proton conducting thin films of SrZrO_3 and SrCeO_3 and their fundamental characterization" Solid State Ionics. 97. 437-441 (1997)
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[Publications] N.Sata, K.Hiramoto, M.Ishigame, et al.: "Site Identification of Protons in SrTiO_3:Mechanism for Large Protonic Conduction" Phys.Rev.B. 54. 15795-15799 (1996)
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[Publications] Y.Kobayashi, S.Endo, K.Koto and K.Deguchi: "X-ray diffraction and dielectric constant measurement of KH_2PO_4 under high pressure" High Pressure Science and Technology. 475-477 (1996)
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[Publications] K.Ihata and H.Okazaki: "Structural and dynamical properties of α-CuI:A molecular dynamics calculation" J.Phys.Condens.Matter. 9. 1477-1492 (1997)
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[Publications] K.PARLINSKI, Z.Q.LI and Y.KAWAZOE: "How to Simulate Structural Phase Transition by the First-Principle Method?" Phase transitionsに投稿中.
