2004 Fiscal Year Annual Research Report
ドライプロセスによる高速イオン伝導性ナノイオニクス電解質の創製
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16079201
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
湯上 浩雄 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60192803)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古澤 伸一 群馬大学, 工学部, 助教授 (60219110)
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| Keywords | PLD法 / 固体イオニクス / ナノイオニクス / 固体電解質薄膜 / プロトン導電体 / BaZrO3 |
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| Research Abstract |
高温型燃料電池や全固体型リチウム二次電池など、様々な応用分野での活躍が期待される固体電解質材料は、実用化に向けて広く研究が行われているが、その多くがなお、イオン伝導性材料、電極材料の性能向上のためのブレークスルーを必要としている。本研究では、ドライプロセスを用いて、界面をナノスケールで制御したナノイオニクス歪人工格子多層膜材料の作製を行い、界面応力の導入などヘテロ物質の界面制御によるイオン導電特性の飛躍的向上を目指す。本年度は以下の研究を行った。
1.二次元的に制御された界面を有する固体電解質人工格子薄膜を作製し,界面における応力導入を目的とした歪超格子を作製するために,レーザーMBE装置を整備した。特に,真空度の向上とYAGレーザーのメンテナンスを行い,清浄な環境で安定した製膜を可能となるようにした。
2.作成した試料の表面や界面状態と,表面電位についてナノ領域での評価を可能とするために,現有のAFM装置を改良して,カンチレバーの動作が安定するようにした。これまで10マイクロメートルのスケールでしか表面電位が計測できなかったが,この改良により,数100nmまでの領域での評価を可能となった。
3.構造制御のターゲットとしてBaZrO_3プロトン導電体の界面構造と電気特性を系統的に研究した。その結果,結晶粒の減少に伴い,電気伝導度向上が見られ,粒界構造制御により電気伝導度を向上させるための今後の研究の指針を得た。
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