2019 Fiscal Year Annual Research Report
Interfacial ionic conduction enhanced by lattice distortion and randomly distributed anions
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15H02024
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
長谷川 哲也 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10189532)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 界面イオン伝導 / 格子歪 / アニオン欠損 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
いる。平成27年度は立方晶ZrO2相中の酸化物イオンの導電性に対するドーパント、酸素欠損量、エピタキシャル歪みの影響を系統的に検討するため、第一原理MD計算を行った。平成28年度は、さらにアニオン（窒素およびフッ素）ドープによる効果を検証した。その結果、酸素欠損、格子歪およびアニオンを導入することで酸素の拡散係数が大幅に増大することを突き止めた。平成29年度には、La2NiO4およびLi3xLa2/3-xTiO3に対しても計算を進め、岩塩ブロックが酸素の拡散パスであり、窒素あるいはフッ素をドープすると拡散係数は増大することがわかった。平成30年度は、組成に応じてイオン拡散種が変化するLa-O-F系に注目して計算を進め、フレンケル対の生成エネルギーはフッ化物イオンの方が低いことを見出した。
平成31年度は、La-O-F系でのイオン拡散に関する研究を進めた。F-およびO2-の拡散について第一原理MDシミュレーションを行ったところ、F-の方が拡散係数が大きいことを見出した。さらに、結晶系の違いの影響についても調べ、層状の正方晶系では層間でのイオンの移動が制限され、F-がinterstitialcy機構によって拡散することを見出した。以上の結果から、La-O-La-F超構造を高フッ化物イオン導電体として提案した。
続いて、層状構造とイオン拡散との関係について調べるため、Ru酸化物とFe酸化物の積層膜を合成し、同薄膜に対してトポタクティックフッ化反応を施した。その結果、Fe酸化物層のみF-が拡散しフッ素化されることを見出した。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(6 results)
