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超イオン導電体の格子振動と音速測定

研究課題

研究課題/領域番号 07750745
研究種目

奨励研究(A)

配分区分補助金
研究分野 無機材料・物性
研究機関東京工業大学

研究代表者

白神 達也  東京工業大学, 工業材料研究所, 助手 (50257416)

研究期間 (年度) 1995
研究課題ステータス 完了 (1995年度)
配分額 *注記
900千円 (直接経費: 900千円)
1995年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードイットリア安定化ジルコニア / 低励起モード / 低エネルギー励起 / 状態密度 / 音速 / デバイ温度 / 格子振動
研究概要

いくつかの超イオン導電体では低励起モードと呼ばれるモードが中性子散乱により見出されている。このモードとイオン伝導との関連が指摘されているが、その機構の詳細は解明されていない。そこでイットリア安定化ジルコニアの精密熱容量測定を行い、通常の光学モードよりも低温域での励起が観測されたことから、この物質において低励起モードの存在を初めて示した。また3He/4He希釈冷凍機を用いた熱量計を用いて0.1Kに至る低温までの熱容量測定を行った。その結果、非晶質固体に見られるような低エネルギー励起を見出した。しかしその状態密度は非晶質固体のものとは異なり、低エネルギー側にギャップがあることがわかった。これらの励起の定性的な振舞いは熱容量の温度変化から見て取れるが、定量的に解析するには格子振動の寄与分を正確に見積もることが不可欠である。そこで本研究では特に音速の測定を行ってイットリア安定化ジルコニアのデバイ温度を見積もった。測定は水晶の厚み振動子を用いてパルスエコーオーバーラップ法およびパルススーパーポジション法で行った。測定した音速からデバイ温度を算出し、低エネルギー励起の寄与と低励起モードの寄与を全体の熱容量から明確に分離し、それらを定量的に解析することに成功した。中性子非弾性散乱の実験により、このモードを直接的に観測し、この解析結果が妥当なものであることを示した。さらに動的散乱因子の温度変化から、低励起モードの非調和性に関する知見を得た。

報告書

(1件)
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (3件)

  • [文献書誌] Tatsuya SHIRAKAMI: "Low Temperature Heat Capacity of (ZrO_2)_<1-x>(Y_2O_3)_x(X=0.0776 and 0.0970)and low energy excitations." Solid State Ionics. 79. 143-146 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Tatsuya SHIRAKAMI: "Low Temperature Heat Capacities of Zirconia and Yttria-doped Zirconia(ZrO_2)_<1-x>(Y_2O_3)_x(X=0,0.0200 and 0.0396)." Thermochimica Acta. 267. 415-420 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Takeo TOJO: "Low Temperature Heat Capacity of Powder and Sintered Samples of Yttria-doped Zirconia" Solid State Ionics. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2016-04-21  

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