2023 Fiscal Year Annual Research Report
アパタイト型酸化物イオン伝導体の系統的な機能コアの解明と新材料探索
Publicly Offered Research
| Project Area | New Materials Science on Nanoscale Structures and Functions of Crystal Defect Cores |
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| Project/Area Number |
22H04504
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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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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 酸化物イオン伝導体 / プロトン伝導体 / 結晶構造解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，アパタイト型構造をもつ材料をはじめとする酸化物イオン伝導体やプロトン伝導体について，主にX線回折や中性子回折を用いて高いイオン伝導を示す構造的な要因を明らかにすること，これまでに解明した機能（イオン伝導）と構造の関係に基づいて，新しいイオン伝導体を探索することを目的としている．
アパタイト型構造材料については，いくつかの物質について，単結晶を用いた高温中性子回折実験をJ-PARC MLFにて実施し，得られたデータに基づく結晶構造解析を進め，アパタイト型の酸化物イオン伝導体における高いイオン伝導が発現する要因を調べた．また，高い酸化物イオン伝導度を示す材料について，一般的な回折法では調べることが難しい元素の規則配列を固体NMR・共鳴X線回折・量子化学計算の組み合わせで明らかにすることにも成功した．
新材料探索では，イオンが流れやすい構造や，プロトン伝導体に重要な水の受け皿となる酸素空孔をもつ構造に注目することで，いくつもの新しい酸化物イオン伝導体，プロトン伝導体を発見することに成功し，既存の材料を上回る伝導度も達成した．その高い機能が発現する要因はX線や中性子回折を用いた精密な構造解析から明らかにした．
本研究課題を通して明らかにした機能コアや，機能コアに注目した新材料探索が多くのイオン伝導体の発見につながったことは，今後のイオン伝導体に関する研究を発展させる重要な成果である．
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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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