2019 Fiscal Year Research-status Report
Ionic Conduction Analysis across Single Grain Boundary
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18K04708
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
山田 博俊 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (10359961)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 粒界 / イオン伝導体 / 単一粒界 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は測定系の構築と試料の作製を実施した。
測定系は，同軸のプローバーを用いて4端子対法による測定が可能である。周波数領域は8 MHz ~ 4 Hzまで対応し，バルク成分と粒界抵抗成分を分離して測定することができる。温度を室温～200°Cの範囲で制御することが可能であり，また顕微鏡下で，固体電解質ペレットの任意の場所に，直径10 ~ 30 μmの金の微小電極を形成する技術を確立した。
上記の測定系の動作を確認するため，微小な粒子からなる固体電解質シートに対してイオン導電率測定を面内および面直方向で行い，バルクでの測定結果と比較した。面直方向の測定結果は，バルクの測定と同様の結果を示した。一方，面内方向の測定結果は，抵抗が大きかった。これは電極間距離に対して，試料の厚さが薄く，電場がひずんだ可能性がある。十分に厚い試料を用いる必要があることが分かった。
また，リチウムイオン伝導体として，ガーネット型Li7La3Zr2O12 (LLZ)の焼結体と単結晶体を入手した。焼結体は，粒径が100 μm以上の粗大粒子で構成されており，上述の測定系において，十分評価できる試料を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
測定系に対しては，システムの構築と結果の妥当性を評価した。試料については，検討に見合う試料を入手した。当初の計画では，今年度中に単一粒界のイオン伝導性測定の実施と初期解析を行う予定であったが，現時点では実施できていない。したがって，進捗は「やや遅れている」と評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
測定系，試料の両方が整ったので，測定および解析を進めていく。また，試料の結晶方位や粒界の構造解析について，FE-SEMやSTEM-EDSを併用して，イオン伝導性との相関を明らかにする。
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