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リチウムイオン伝導体におけるイオン伝導経路,共有結合と相転移

研究課題

研究課題/領域番号 17360319
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
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

八島 正知  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (00239740)

研究分担者 佐々木 聡  東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 教授 (10162364)
伊藤 満  東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 教授 (30151541)
神山 崇  高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (60194982)
田中 雅彦  物質;材料研究機構, 物質研究所, 主席エンジニア (60249901)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
15,500千円 (直接経費: 15,500千円)
2006年度: 6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
2005年度: 9,300千円 (直接経費: 9,300千円)
キーワード中性子回折 / イオン伝導 / 放射光粉末回折 / 共有結合 / 最大エントロピー法 / 結晶構造解析 / イオン伝導経路 / 放射光粉末回析 / リチウム / 結晶構造解折
研究概要

リチウムイオン伝導体などの材料の結晶構造、相転移、核密度分布および電子密度分布を研究した。室温と77Kで測定したLa_<0.62>Li_<0.16>TiO_3の中性子回折データについてリートベルト解析、最大エントロピー法(MEM)による解析、MEMに基づいたパターンフィッティングを行った。最初にリチウム陽イオンの位置と占有率が互いに異なる様々な構造モデルを用いてリートベルト解析を行った。次にリートベルト解析において出力される構造因子を用いてMEM解析を実施した。文献において提案されている構造モデルはいずれも不適切であることがわかった。Li陽イオンを空間群Cmmmの2c位置(分率座標1/2,0,1/2)に置いたとき、MPFにおける信頼度因子R_Iが最小になった。Liイオン伝導体,La_<0.62>Li_<0.16>TiO_3においてLiイオンはCmmm構造の2c位置に存在することがわかった.Liイオンは77Kでは局在化しているのに対し,室温では大きく広がり,2c-4f-2および2c-2d-2cに沿って拡散する.Liイオンの拡散にとってLa2サイトの欠損が本質的である.イオン伝導度を定式化するには,サイトパーコレーションモデルよりもボンドパーコレーションモデルが妥当である.また、様々な物質の電子密度分布を解析した。セリアの電子密度分布を1400℃程度で決定した。ヨウ化銅CuIの高温放射光粉末回折データを測定し、銅原子とヨウ素原子の間の共有結合と、銅イオンの拡散経路を可視化することができた。TaON光触媒の結晶構造を中性子回折と放射光粉末回折により決定した。また、放射光粉末回折法により決めた電子密度分布により共有結合が可視化された。

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (22件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Crystal Structure and Electron Density of Tantalum Oxynitride TaON, a Visible Light Responsive Photocatalyst2007

    • 著者名/発表者名
      M.Yashima, Y.Lee, K.Domen
    • 雑誌名

      Chem. Mater. 19,[4]

      ページ: 588-593

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystal Structure and Electron Density of Tantalum Oxynitride TaON, a Visible Light Responsive Photocatalyst2007

    • 著者名/発表者名
      M.Yashima, Y.Lee, K.Domen
    • 雑誌名

      Chem.Mater. 19, [4]

      ページ: 588-593

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystal Structure and Electron Density of Tantalum Oxynitride TaON, a Visible Light Responsive Photocatalyst2007

    • 著者名/発表者名
      Masatomo Yashima, Yungi Lee, Kazunari Domen
    • 雑誌名

      Chem. Mater., 19,[4]

      ページ: 588-593

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Crystal structure, electron density and diffusion path of the fast-ion conductor copper iodide CuI2006

    • 著者名/発表者名
      M.Yashima, Q.Xu, A.Yoshiasa, S.Wada
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. 16

      ページ: 4393-4396

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystal structure, electron density and diffusion path of the fast-ion conductor copper iodide CuI2006

    • 著者名/発表者名
      M.Yashima, Q.Xu, A.Yoshiasa, S.Wada
    • 雑誌名

      J.Mater Chem. 16

      ページ: 4393-4396

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Compact Furnace for Synchrotron Powder Diffraction Experiments up to 1800 K2006

    • 著者名/発表者名
      M.Yashima, K.Oh-uchi, M.Tanaka, T.Ida
    • 雑誌名

      J. Am. Ceram. Soc. 89,[4]

      ページ: 1395-1399

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] イオン伝導体における不規則構造と可動イオンの拡散経路2006

    • 著者名/発表者名
      八島正知
    • 雑誌名

      日本結晶学会誌 48,[1]

      ページ: 25-29

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Crystal Structure Analysis of (Ga_<0.93>Zn_<0.07>)(N_<0.90>O_<0.10>) Oxynitride Photocatalyst2006

    • 著者名/発表者名
      M.Yashima, K.Maeda, K.Teramura, T.Takata, K.Domen
    • 雑誌名

      Mater Tras 45[2]

      ページ: 295-297

    • NAID

      10017282927

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Crystal structures and the oxygen deficiency of tetragonal and monoclinic zirconium oxide nanoparticles2006

    • 著者名/発表者名
      Yashima, S.Tsunekawa
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica, B 61,[1]

      ページ: 161-164

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Crystal Structure and Diffusion Path in the Fast Lithium-Ion Conductor La_<0.62>Li_<0.16>TiO_32005

    • 著者名/発表者名
      M.Yashima, M.Itoh, Y.Inaguma, Y.Morii
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc. 127,[10]

      ページ: 3491-3495

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Size Effect of Crystal Structure of Barium Titanate Dano-Particles2005

    • 著者名/発表者名
      M.Yashima, T.Hoshina, D.Ishimura, S.Kobayashi, W.Nakamura, T.Tsurumi, S.Wada
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys. 98

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Temperature Dependence of Lattice Parameters and Anisotropic Thermal Expansion of Bismuth Oxide2005

    • 著者名/発表者名
      M.Yashima, D.Ishimura, K.Ohoyama
    • 雑誌名

      J. Am. Ceram. Soc. 88,[8]

      ページ: 2332-2335

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A compact furnace for synchrotron powder diffraction measurements up to 1807 K2005

    • 著者名/発表者名
      M.Yashima, M.Tanaka, K.Oh-uchi, T.Ida
    • 雑誌名

      J. Appl. Crystallogr. 38,[5]

      ページ: 854-855

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystal Structure and Diffusion Path in the Fast Lithium-Ion Conductor La_<0.62>Li_<0.16>TiO_32005

    • 著者名/発表者名
      M.Yashima, M.Itoh, Y.Inaguma, Y.Morii
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 127, [10]

      ページ: 3491-3495

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Temperature Dependence of Lattice Parameters and Anisotropic Thermal Expansion of Bismuth Oxide2005

    • 著者名/発表者名
      M.Yashima, D.Ishimura, K.Ohoyama
    • 雑誌名

      J.Am.Ceram.Soc. 88 [8]

      ページ: 2332-2335

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Size Effect of Crystal Structure of Barium Titanate Nano-Particles2005

    • 著者名/発表者名
      M.Yashima, T.Hoshina, D.Ishimura, S.Kobayashi, W.Nakamura, T.Tsurumi, S.Wada
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys. 98, 014313

      ページ: 8-8

    • NAID

      130006975226

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A compact furnace for synchrotron powder diffraction measurements up to 1807 K2005

    • 著者名/発表者名
      M.Yashima, M.Tanaka, K.Oh-uchi, T.Ida
    • 雑誌名

      J.Appl.Crystallogr 38, [5]

      ページ: 854-855

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystal Structure and Diffusion Path in the Fast Lithium-Ion Conductor La_<0.62>Li_<0.16>TiO_32005

    • 著者名/発表者名
      M.Yashima, M.Itoh, Y.Inaguma, Y.Morii
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 127,[10]

      ページ: 3491-3495

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Size Effect of Crystal Structure of Barium Titanate Nano-Particles2005

    • 著者名/発表者名
      Yashima, T.Hoshina, D.Ishimura, S.Kobayashi, W.Nakamura, T.Tsurumi, S.Wada
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys. 98

    • NAID

      130006975226

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Temperature Dependence of Lattice Parameters and Anisotropic Thermal Expansion of Bismuth Oxide2005

    • 著者名/発表者名
      M.Yashima, D.Ishimura, K.Ohoyama
    • 雑誌名

      J.Am.Ceram.Soc. 88,[8]

      ページ: 2332-2335

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Space group and crystal structure of the Perovskite CaTiO_3 from 296K to 1720K2005

    • 著者名/発表者名
      R.Ali, M.Yashima
    • 雑誌名

      J.Solid State Chem. 178,[2]

      ページ: 2867-2872

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A compact furnace for synchrotron powder diffraction measurements up to 1807K2005

    • 著者名/発表者名
      M.Yashima, M.Tanaka, K.Oh-uchi, T.Ida
    • 雑誌名

      J.Appl.Crystallogr. 38,[5]

      ページ: 854-855

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] ナノパーティクルテクノロジーハンドブック : 基礎編第5章 材料ナノ構造の測定法 5.2結晶構造(細川益男監修)2006

    • 著者名/発表者名
      八島正知
    • 総ページ数
      3
    • 出版者
      日刊工業新聞社
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [図書] ナノパーティクルテクノロジーハンドブック:基礎編第5章 材料ナノ構造の測定法 5.2 結晶構造」(細川益男監修)2006

    • 著者名/発表者名
      八島正知
    • 総ページ数
      3
    • 出版者
      日刊工業新聞社
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] Visualization of the Diffusion Path and Disorder in Oxide-Ion Conductors, "in Activity Report on Neutron Scattering Research, Research Highlights 2005,Vol.12,(edited by T.J.Sato and Y.Oohara)(Invited Refereed Review in Highlight)2005

    • 著者名/発表者名
      Masatomo Yashima
    • 出版者
      Neutron Science Laboratory, Institute for Solid State Physics, University of Tokyo, Tokai, Japan
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2021-09-24  

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