2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of new ion conductors which consist of different structure units and investigation of ion conduction mechanism
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26870190
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
藤井 孝太郎 東京工業大学, 理学院, 助教 (30635123)
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2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 酸化物イオン伝導体 / 新材料開発 / 結晶構造解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，複数の構造型から成り新しい伝導経路を有する酸化物イオン伝導体材料の設計・創成を行うことを目的としている．特に，2014年に発見した新規構造型に属する新酸化物イオン伝導体NdBaInO4は，ペロブスカイト構造ユニットとA希土構造ユニットが交互に積層した構造を有しており，これまでに報告のない構造であることから新しいイオン伝導体としての展開が期待されていた．
本年度には，NdBaInO4に対し，Nd/Ba比を変化させ，イオン伝導度を向上させることに成功した．種々のNd/Ba比について電気的性質を調べたところ，Ndの10%をBaに変化させた物質が最も高い電気伝導度を示した．その構造的要因を明らかにするために，単結晶X線回折測定および粉末中性子回折測定を実施し，過剰なBaが実際にNdの位置に占有していることを実証した．それに伴い，イオン伝導のキャリアとなる酸素欠損が増加し，その効果がイオン伝導度の向上に大きく寄与していることがわかった．10%というNd/Ba比の変化は，通常の構造解析では明らかにすることが難しい．しかし，今回，単結晶X線回折と粉末中性子回折という2つの手法を駆使することで，はじめて小さな構造変化を明らかにすることができた．本年度は，さらにInサイトやBaサイトについて元素置換した物質の合成と評価を実施し，より高いイオン伝導度を目指した材料開発も進めた．得られた材料の中には，純酸化物イオン伝導を示す材料もあり，今後の展開が期待される結果となった．
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