2018 Fiscal Year Annual Research Report
Synthesis of hydride ion conducting oxyhydride thin films
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17K19171
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
菅野 了次 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (90135426)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平山 雅章 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (30531165)
鈴木 耕太 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (40708492)
小林 玄器 分子科学研究所, 物質分子科学研究領域, 准教授 (30609847)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | ヒドリドイオン導電体 / 酸水素化物 / 薄膜合成 / 固体物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒドリドイオン導電体La2LiHO3の薄膜合成条件の探索と物性評価を行った。ホットプレスにより焼結密度を向上させたLiH 1.8当量のLa2LiHO3ターゲットを用い、パルスレーザー堆積法によってNdGaO3単結晶基板上に薄膜合成を行った。作製した厚さ50 nm程度のLa2LiHO3薄膜は、合成温度を400℃とした場合に格子内にヒドリドイオンを含有することが示唆された。また、薄膜を気温20℃、湿度35%の条件で100時間程度暴露したところ、顕著な構造変化や格子定数変化は観測されず、大気中で比較的安定であることが分かった。得られた薄膜の導電率は298 Kで5.75×10－6 S cm－1、573 Kで5.80×10－4 S cm－1であった。バルク体のLa2LiHO3のイオン導電率は300 ℃で7×10－6 S cm－1程度であり、本実験で作製したLa2LiHO3薄膜は極めて高い導電率を示した。これは薄膜に水素や酸素の欠損が生じ、電荷補償で電子が導入されたことが原因と考えられる。また、導電率の温度依存性から半導体としての性質を確認した。
ヒドリドイオン導電性と電子導電性を併せ持ち、ヒドリドイオン導電体を用いたデバイスの電極材料としての利用が期待されるBaTiO3－xHxの薄膜合成条件の探索と物性評価を行った。スパッタリング法を用いて、TiO2(110), TiO2(001), MgO(100)基板上に製膜を行なった結果、BaTiO3－xHx薄膜はいずれも100面が基板法線方向に成長した。薄膜の色は褐色であり、水素の導入が示唆された。導電率は298 Kで1.90×102 S cm－1であり、温度と負の相関を持つことから金属的性質を持つことが明らかとなった。
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[Presentation] Synthesis, crystal structure, and ionic conductivity of hydride ion conducting oxyhydrides in Ln2LiHO3 system2018
Author(s)
R. Kanno, Y. Iwasaki, N. Matsui, K. Suzuki, Y. Hinuma, M. Yonemura, G. Kobayashi, M. Hirayama, I. Tanaka
Organizer
19th Solid State Protonic Conductors
Int'l Joint Research
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[Presentation] H-導電性LnSrLiH2O2 (Ln=La, Pr, Nd, Sm, Gd) の合成と構造、電気化学特性2018
Author(s)
松井直喜, 岩崎佑紀, 小林玄器, Haq Nawaz, 今井弓子, 鈴木耕太, 米村雅雄, 平山雅章, 菅野了次
Organizer
第44回固体イオニクス討論会
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