| Research Abstract |
本研究は, 高温ナノイオニクス材料の熱力学的・化学的存在状態を動的に把握する手法を開発し, 「ナノNEMCA」効果発現の可能性を探ることを目的とした。本年度は, 気固相酸素交換反応の特異な促進効果を見いだしたLa-Co-0酸化物ヘテロ接合系について, その機構の調査を進めるとともに, 類似の酸化物異相界面についても探索を行った。
1. 測定手法のナノイオニクス系への適用
酸化物ヘテロ界面での界面近傍の遷移金属の価数の分布を, 高温雰囲気制御下でin situμXAFSによって測定する手法を開発した(京大内本教授, 東北大雨澤准教授との共同研究)。
2. 酸化物ヘテロ面での気-固相反応
(1) 気-固相反応促進効果の現れた(La, Sr)CoO_3/(La, Sr)2CoO_4ヘテロ界面のモデル系として, ペロブスカイト相緻密膜上にK2NiF4相多孔質を積層した電極を作製し電気化学測定を行った。PLDによる組成ずれを考慮して, 組成の異なる複数の試料について実験を行ったが, いずれのケースでも促進効果がみられ, 特に低温・高酸素分圧領域で顕著であることを確認した。
(2) La-Sr-Co-0系混合相のX線回折を行い, XAFS測定でみられた価数変化は組成変化の影響以外の原因によることを示唆する結果を得た。
(3) (La, Sr)CoO_3/(La, Sr)_2CoO_4の積層順を変えた試料, およびLa_2NiO_4を積層した試料について, 同位体交換一二次イオン質量分析を行ったが, 促進効果は見られなかった。促進効果発現には, ペロブスカイト相によって変調された(La, Sr)_2CoO_4相が気相に対して露出していることが必要と結論された。
(4) ヘテロ界面をもつ試料を電極として通電した状態での安定性について検討し, ヘテロ界面を形成が高酸素分圧下での安定性を向上させることを見いだした。
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