トンネル型構造をもつ錫系複酸化物の合成と電気的性質

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10450237
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 遠藤 忠 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30176797)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上田 恭太 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50271862) ; 滝沢 博胤 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90226960)
• Keywords: トンネル型構造 / ホーランダイト型化合物 / 層状化合物 / イオン伝導体 / スズ複酸化物 / インターカレーション反応

Research Abstract

本研究は,結晶構造内に空洞や細孔(層状)を有する典型元素のスズ酸化物の探索研究に関する。これまでに得られた八面体1×2個分のトンネルを有するラムスデライト型構造のLi_2MgSn_3O_8に注目し,さらにLiよりも大きなアルカリイオン種を用いた,ホーランダイト(2×2),ロマネカイト(2×3),トドロカイト(3×3)型構造からなる新規化合物の合成できる可能性を検討すると共に,イオン伝導と電子伝導を併せもち,広い温度域で高い伝導度を示す新規物質の作成を目的とした。
本年度は,新しい錫系複酸化物について,通常の固相反応法ないしはフラックス法に基づく合成的検討を行った。出発物質,合成条件と得られる結晶相との関係を体系的に調べ,得られた化合物については,本年度購入の「ホール測定装置(交流(AC)/直流(DC))」を用いてその電気的性質を明らかにした。
1) SnO_2,Mg(NO_3)_2・6H_2OおよびK_2CO_3を出発原料として,K-Mg-Sn系新規化合物の合成を図った。また,SnO_2とCaCO_3,Rb_2CO_3もしくはCs_2CO_3を出発原料としたRb/Cs-Ca-Sn系についても,同様の複酸化物の合成できる可能性について検討した。
2) 得られた化合物の粉末X線回折図形からReitveld法などにより,結晶構造の精密化(格子定数,占有率,原子座標及び温度因子などの結晶構造パラメーター)を図った。また,フラックス法により得られた単結晶については,四軸単結晶自動・解析装置を用いて,構造(超格子構造を含む)を決定した。
3) 新しく得られた化合物については,電気伝導度測定用試料として供するための焼結条件を明らかにし,得られた焼結体のAC/DC電気伝導度の周波数依存性,温度依存性などについて調べた。

Research Products

• [Publications] K.Uheda: "Synthesis and Crystal Structure of Novel Hollandite Compounds A_XMg_<X/2>Sn_<8-X/2>O_<16>(A=K,Rb,and Cs)" Journal of Porous Materials. 6. 161-166 (1999)
• [Publications] K.Uheda: "Synthesis of a New Birnessite-type Compound in K-Mg-Sn-O System" Journal of Materials Science Letters. (in press). (1999)
• [Publications] K.Uheda: "Fabrication and photochromism of Langmuir-Blodgett films composed of polyoxometalate anions and n-alkylamines" Transactions of MRS-J. 23(in press). (1999)