Ag_3AsS_3-Ag_3AsSe_3系鉱物の合成・構造と物性

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63540648
• Research Institution: Kanazawa University (Faculty of Science)
• Principal Investigator: 松本 たけ生 金沢大学, 理学部, 教授 (20019467)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 奥野 正幸 金沢大学, 理学部, 助手 (40183032) ; 木原 國昭 金沢大学, 理学部, 助教授 (70019503)
• Keywords: 淡紅銀鉱 / 濃紅銀鉱 / 固溶体 / 局所構造 / EXAFS / イオン伝導体 / ガラス構造

Research Abstract

淡紅、濃紅銀鉱(Ag_3AsS_3、Ag_3Sb_3S_3)は、銀の砒素、アンチモンの硫酸鉱物の一種で、固溶体を形成する。またセレンの塩に相当するAg_3AsSe_3は、我々の研究室で合成された。同形の新物質である。今回、これら端成分、固溶体の結晶とガラスとの合成を試み、その局所構造を、X線粉末法、EXAFSスペクトル測定で解析、以下に述べる新知見を得た。一部、日本鉱物学会、結晶学会で口頭発表し、公表論文は準備中である。尚、新に解決すべき問題点も生じ、今後更に研究を続行する予定である。
合成は、Ag、(As、Sb)、(S,Se)をモル比で混合し、真空にひいたシリカガラス管に封入し、融体急冷法、或はアニ-レして作成した。測定実験は、X線粉末法、EXAFS測定は高エネルギ-物理学研究所で行なった。同経分布、D(r)曲線、EXAFS x(R)スペクトル図、|F(r)|図の計算は当大学で行なった。
主要結果、1)Ag_3AsS_3-Ag_3SbS_3系結晶の固溶体(7組成)のAs、SbのK吸収端EXAFS測定より、R^3X(k)のフ-リエ変換|F(r)|を計算し、位相シフト補正はしていないが、AsS(1.90Å)、SbS(1.95Å)主要ピ-ク位置は組成依存性がなく、強度のみ変ることが判明した。即ち、この固溶体に於いて、AsS_3、ならびにSbS_3群が単独に存在し、組成に応じそれら各群がまぢっていることを示す。
2)A_3AsS_3ガラス構造、淡紅銀鉱の端成分の結晶、ならびにガラスの同経分布関数、AgとAsのK吸収端EXAFSからの|F(r)|関数の比較検討の結果、ガラスに於いて、AsS_3ピラミッド群は結晶と同様に存在する。一方、Agは結晶と同程度の距離でSと結合し、ランダムは分布を示す。これより、ガラスでも結晶同様、Agイオンによる超イオン伝導性を示すことが予想される。将来、ガラス超イオン伝導体として大事な候補となろう。また、超伝導体的性質もでてくるかもしれず、有望な材料かもしれない。

Research Products

• [Publications] Hideyuki SUGAYA et al.: "An EXAFS study of Ag_3SbS_3 Ag_3AsS_3 solid solution." Photon Factory Activity Report.1988,#6(National Laboratory for High energy physics,KEK). 6. 43-43 (1988)
• [Publications] Masayuki OKUNO et al.: "An EXAFS study of Ag_3AsS_3 glass." Photon Factory Activity Report.1988,#6(National Laboratory for high energy physics,KEK). 6. 44-44 (1988)
• [Publications] Masayuki OKUNO et al.: "The structure analysis of Ag_3AsS_3 glass by EXAFS measurement." Photon Factory Activity Report.1999:#7(National Laboratory for high energy physics,KEK). 7. (1989)
• [Publications] Hideyuki SUGAYA,Masayuki OKUNO and Takeo MATSUMOTO: "An EXAFS study of Ag_3AsS_3 glass" (Maybe submit to J.Non-Cryst.Solids).