2005 Fiscal Year Annual Research Report
照射誘起起電力現象を利用したエネルギー変換素子開発に関する研究
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17560739
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
四竃 樹男 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (30196365)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永田 晋二 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (40208012)
鳴井 實 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (20250821)
土屋 文 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (90302215)
藤 健太郎 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (40344717)
藤塚 正和 物質材料研究機構, 材料基盤情報ステーション, 主幹研究員 (70354230)
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| Keywords | 原子力エネルギー / 照射誘起起電力 / 構造・機能材料 |
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| Research Abstract |
放射線エネルギーを電気的エネルギーに直接変換する方法としては、放射線による励起過程を利用して電荷を空間的に分離する方法と、励起過程を利用した電荷担体の易動度の大幅な増大を利用した変換効率の増大が考えられる。放射線照射下で絶縁セラミックス中の水素(プロトン)の易動度が大幅に増加することがこれまで間接的な実験データから推測されている。本研究では、酸化物プロトン伝導体の電気伝導率を広い温度領域において照射下で測定することにより、酸化物中の電子及びプロトンの易動度を評価する。また、照射下で生ずる照射誘起起電力と電荷易動度との関係を検討し、照射誘起起電力を最大限に引き出す条件を見出すことを目標とした。本年度は、電子線及び高エネルギー中性子照射下でのプロトン易動度、電子易動度を評価した。測定されたSrCe_<0.95>Yb_<0.05>O_<3->.の電気伝導率の温度依存性を例にとり結果を概術する。照射前の酸化物の電気伝導度の温度依存性は低温部と高温部の二つに大きく分かれる。高温部のより傾きの大きいものはプロトン伝導によるものであり、低温部の傾きの小さいものは電子伝導ないしはホール伝導によるものと理解される。照射後の測定結果から、電子線照射は低温部の電子伝導を抑制しプロトン伝導を優勢にする。一方、プロトン伝導には室温から400℃程度まで大きな影響を示さないことがわかる。一方、14MeV中性子照射下(in-situ)での電気伝導率を実線で示すが、低温部で電気伝導率の傾きは変わらず、全体が上にずれる。これは、中性子照射下でプロトン伝導が動的に促進されることを示している。非照射下と比較して伝導率は数倍に増大する。
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