| 研究課題/領域番号 |
06650779
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
構造・機能材料
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
八尾 健 京都大学, 工学研究科, 教授 (50115953)
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| 研究分担者 |
稲葉 稔 京都大学, 工学研究科, 助手 (80243046)
竹原 善一郎 京都大学, 工学研究科, 教授 (00025892)
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| 研究期間 (年度) |
1994 – 1995
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| 研究課題ステータス |
完了 (1995年度)
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| 配分額 *注記 |
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1995年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1994年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
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| キーワード | ペロブスカイト型 / 結晶構造解析 / リ-トベルト法 / マンガンイオン / ヤーン・テラー効果 / コバルトイオン / 電気伝導度 / 原子価 / バンド構造 / 金属-絶縁体転移 |
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| 研究概要 |
イオン導電性と電子導電性を併せ持つ混合導電性希土類遷移金属系ペロブスカイト型酸化物結晶を、酸素分圧、温度及び共存元素を種々変化させて作製し、その結晶構造を粉末線X回折を用いたリ-トベルト解析により構造を精密に求め、遷移金属イオンの原子価並びに配位等の状態変化と電気的性質等の物性との関係を理論的に明らかにした。La:Mn=1:1およびランタンの一部をストロンチウムあるいはマンガンの一部をマグネシウムで置き換えた組成のLa-Sr-Mn-OあるいはLa-Mn-Mg-O系ペロブスカイト型酸化物を種々の酸素分圧下で焼成し、化学分析によるマンガンの原子価分析及びリ-トベルト法を用いた結晶構造解析を行い、マンガンの原子価と結晶構造の関係を明らかにした。マンガンの平均原子値が小さいとき、立方晶に近い新規の斜方晶ペロブスカイト相が生成した。この結晶相は2価のマンガンイオンを多く含むとともに、3価のマンガンイオンによるヤーンテラー効果が互いに打ち消し合うような構造をとる。対称性を保つため、マンガンイオン間の電子交換が阻害され、電気伝導度が減少する。La:Co=1:1及びランタンの一部をストロンチウムで置き換えた組成のペロブスカイト型La_<1-X>Sr_XCoO_3を焼成し、化学分析によるコバルトの原子価分析、リ-トベルト結晶構造解析及び電気伝導度測定を行い、コバルトの原子価と結晶構造、並びに電気的性質の関係を明らかにした。コバルトの原子価は、ストロンチウム量が少ないときは、ほぼ化学量論的に変化するのに対し、ストロンチウム量の増加に従い、次第に一定値へと近づいた。結晶構造解析の結果、格子定数並びにCo-O間距離に不連続な変化が観測され、また電気伝導度にも半導体から金属への転移が示された。O-2pバンドとCo-dバンドの間に生ずる電荷移動ギャップが、構造変化に伴い閉じることによると解釈される。
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