2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Stimulated Raman Stark Spectroscopy toward Space- and Time-Resolved Operando Analysis of Batteries
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19H02821
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| Research Institution | Kwansei Gakuin University |
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Principal Investigator |
重藤 真介 関西学院大学, 理学部, 教授 (10756696)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 非線形ラマン分光 / 電場応答 / 2Dペロブスカイト / グレイン配向 / 深共晶溶媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、開発した非線形ラマン散乱（CARS）顕微鏡を用いた外部電場応答の観測をより高感度かつ再現性良く行うための装置改良に取り組んだ。液体n-ヘキサデカンを試料として、C-H伸縮振動バンドの外部電場（20 kV/cm, 10 Hz）応答を前年度と比べて約一桁短い測定時間で得ることに成功した。今後、電池の電解液として用いられているイオン液体や有機無機ハイブリッドペロブスカイト太陽電池のシュタルク効果の観測および解析に応用する基盤技術を整備することができた。
上記の成果に加えて、有機無機ハイブリッドペロブスカイト薄膜の基礎特性を理解するため、超低振動数偏光ラマン分光を用いたグレイン（結晶粒）の配向イメージングを行った。水分に対する高い耐久性と化学的な多様性を有する2Dペロブスカイトのプロトタイプであるヨウ化鉛ブチルアンモニウム（BA2PbI4）に対してこの手法を適用した。前年度までに各グレインの「相対配向」の可視化には成功しているが（論文発表済み）、今年度はBA2PbI4単結晶の配向を変化させながら偏光ラマン測定を行った結果を参照することにより、薄膜中のグレインの「絶対配向」イメージングを達成した。この成果はThe Journal of Physical Chemistry C誌に掲載され、Supplementary Coverに採用された。
また、熱化学電池などへの応用が期待されている深共晶溶媒の生成過程を顕微ラマン分光で追跡し、水素結合形成のダイナミクスを明らかにする研究も並行して展開した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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