2023 Fiscal Year Annual Research Report
混合導電性酸化物の酸素透過動力学全容解明に基づく選択的酸素高透過性材料の構造設計
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21H02029
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
松田 元秀 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (80222305)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 達 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 電子・光機能材料研究センター, グループリーダー (50267407)
下條 冬樹 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (60253027)
永井 杏奈 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 助教 (30910400)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 混合導電性酸化物 / 酸素透過性 / 配向体作製 / 磁場配向 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究計画の三年目となり最終年度となった昨年度は、これまでの研究実績ならびに研究着手前に立案した研究計画に基づき、高い酸素透過性が期待できる系として引き続きRuddlesden-Popper型Ni基層状ペロブスカイト化合物（Lnn+1NinO3n+1, Ln = La, Pr and Nd）を中心に種々の検討を進め、（１）一昨年度に見出したn=1のNd2NiO4のNiサイトへのCoの導入による酸化物イオンの拡散性向上は酸素含有量の増加によってもたらされたこと、（２）n=1のNd2NiO4のNiサイトにCuを導入することで表面交換係数が増加すること、（３）n=1のNd2NiO4の表面にPr6O11をコーティングすることで表面交換係数が増加すること、（４）前記（２）と（３）は表面付近に形成された酸素空孔の存在が関係すること、（５）n=1に比べ検討例がきわめて少ないn=2およびn=3でn=1と同様に配向緻密体試料の作製が可能であることを明らかにした。我々の知る限りでは、n=2およびn=3の配向緻密体試料はこれまでに報告例がなく、本研究を通して実現した先駆的な成果となった。n=2およびn=3の配向化の実現にも我々の研究グループが取り組む磁場配向プロセスがきわめて有用であることが実証された。具体的には、磁場配向プロセスによってn=1の配向組織体を形成し、二段焼成法によってn=1とNiOの緻密体試料を作製後n=2やn=3に相転移させるプロセスでn=2およびn=3の配向緻密体試料の作製が実現した。得られた試料を用いて酸化物イオンの拡散性を検討しn=1で観測された結果と比較検討したところ、拡散性の観点からはn=1の方が優位性をあることがわかった。
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| Research Progress Status |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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