異常高原子価Fe４＋を含む鉄酸化物の酸素欠損精密制御と物性に関する研究

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K05655
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 林 直顕 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 客員研究員 (70346047)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: メスバウア効果

Outline of Annual Research Achievements

高温中（例えば300～1000℃）での遷移金属酸化物の物性は、周囲の酸素（分）圧に大きく影響を受ける。それは固体中に含まれる酸素（欠損）量が周囲の酸素分子との平衡により変化するためである。一方、メスバウア分光法は鉄などに元素は限られるが、原子核由来の特有な情報から、その元素の状態を調べることのできる優れた測定手法である。現在、高温下で精密に雰囲気制御したメスバウア効果測定装置の開発を行っている。これにより、酸化物試料中での鉄イオンや酸素欠損についての情報を得ることが可能となる。2019年度には試料加熱装置を中心に開発を行った。試料の加熱にはガンマ線の減衰を抑える必要から線源～（試料）～検出器の距離をできるだけ小さくとり、試料部分の温度と数日単位で雰囲気を厳しく安定に保つ構造が必要である。管状型電気炉内の温度分布について、校正された熱電対や赤外線サーモグラフィーを用いて詳しく調べるとともに、遮熱部品の設置や試料セルの形状を工夫することで、試料の位置の固定と温度安定性向上を図った。その結果、炉中の試料セル部分を中心とした幅20mmの領域で500℃において±3℃程度の温度差に抑えることができた。また、安定化ジルコニア（YSZ）管を用いた酸素分圧制御装置のセンサー部の製作を行った。白金線を用いて配線したセンサー部を750℃以上に加熱することで、導入ガスの酸素分圧を安定して出力することができた。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

メスバウア効果測定の施設整備が遅れている。それに伴い、測定機材の移動と装置開発に遅れが生じた。

Strategy for Future Research Activity

試料加熱装置に接続する高温・酸素分圧安定制御機器の組み立てを進める。また、酸素欠損組成BaFeO3-δとその関連化合物等のFe4+を含む酸化物の合成を進める。

Causes of Carryover

当初の計画よりも機器の移転が大幅に遅れたため、次年度に制御機材、制御ソフトウェア等と、年度後半にCo-57ガンマ線源の購入を計画している。