2014 Fiscal Year Research-status Report
金属－絶縁体転移物質を応用した放射率可変素子の研究
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25420174
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| Research Institution | Japan Aerospace Exploration Agency |
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Principal Investigator |
太刀川 純孝 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 主任開発員 (90470070)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 智彦 東京理科大学, 理学部, 教授 (30311129)
桑原 英樹 上智大学, 理工学部, 教授 (90306986)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 強相関電子系 / 機能材料 / 宇宙機 / セラミックス / 放射率 / 熱物性 / ラジエータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
放射率可変素子（SRD：Smart Radiation Device）は、宇宙機表面のラジエータ材料として使用する熱制御デバイスである。宇宙機自身の温度によって自律的に赤外放射率が変化することにより、宇宙機の温度を自動的に一定化させる働きがある。その機能によって、低温時に必要となるヒータ電力を削減できることが特徴である。SRDは、2003年に打ち上げられた小惑星探査機「はやぶさ」に搭載され、その機能と効果が軌道上において確認された。しかし、今後の惑星探査ミッションにおいて、より高性能なSRDが求められており、常温付近を境に、より放射率が大きく変化する材料が必要である。本研究の目的は、放射率可変素子（SRD）の性能向上のため、「はやぶさ」組成の性能を上回る材料を見つけることである。
当該年度は、前年度に引き続き、ＡサイトとＢサイトの同時置換を行った数種類の試料作成し、電気抵抗率と赤外放射率について測定を行った。その結果、「はやぶさ」組成を上回る特性は得られなかったが、今までに蓄積した知見どおりの特性の変化を得ることができた。さらに硬X線光電子分光による電子構造測定も行い、その結果（特に温度変化）が電気抵抗率と関係づけれらるという結果を得た。
また、Mn酸化物試料の酸素含有量を化学量論比からずらすことによって、キャリア濃度を変化させた試料を作成し、その結晶構造、電気伝導度、および光学特性を調べ、酸素欠損（過剰）の効果を調べた。その結果、還元アニールおよび酸化アニールによって、相転移温度が低温側にシフトすることが確認できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定（交付申請書）：
従来のAサイト無秩序型ペロブスカイトMn酸化物のAサイトをイオン半径が大きく異なる元素を組み合わせることによって秩序化させ、無秩序型に比べて金属－絶縁体転移温度の大幅な向上を目指す。
実施結果：
前年度に引き続き、Aサイト置換＋Bサイト置換（MnサイトをGaなどの元素で置換）を行なった試料を作成し、電気抵抗率や赤外放射率の測定によって、その効果を確認した。当初予定の「秩序化させた試料」については、試料の作成および評価ができなかったが、その代わり、アニール処理を行なった試料を用いて酸素欠損（過剰）の効果について確認を行なった。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、酸素欠損（過剰）の効果について調査するとともに、Aサイト置換＋Bサイト置換と組み合わせて、性能の高いSRD材料を製作する。また、前年度に実施できなかった方策、つまり、従来のAサイト無秩序型ペロブスカイトMn酸化物のAサイトをイオン半径が大きく異なる元素を組み合わせることによって秩序化させ、無秩序型に比べて金属－絶縁体転移温度の大幅な向上を目指すことを実施する予定である。さらに、これらの方策を用いた試料の電子構造を測定し、ミクロな観点からの性能向上の指針を探る。
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