| 研究課題/領域番号 |
20K05080
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26020:無機材料および物性関連
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
安仁屋 勝 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (30221724)
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| 研究分担者 |
臼杵 毅 山形大学, 理学部, 教授 (70250909)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | イオン伝導 / 超イオン導電体 / イオン導電性ガラス / ガラス / 金属ガラス / 中距離構造 / フラジリティ / 結合強度・配位数揺らぎモデル / 拡散 / イオン導電性ポリマー / イオン伝導体 / アレニウス・クロスオーバ / 結合揺らぎモデル / アレニウス・クロスオーバー / 超イオン導電ガラス / ガラスの物性 / イオン輸送現象 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
現在、高いイオン伝導度を示す超イオン導電ガラスが数多く合成され、電池等への応用を目指した研究が活発に行われている。しかし、これらのガラスの基礎物性が十分に理解されているとは言い難い。本研究では、これまであまり注目されてこなかったガラスの中距離構造の観点から、超イオン導電ガラスが示すイオン伝導、エントロピーによるイオン伝導度のスケーリング、ガラス形成能、ボール・ミリング処理による物性変化、光誘起イオン伝導などの物性について、主として理論的手法を用いて調べる。また、これらの物性の背景にある共通のメカニズムを明らかにすることで、ガラス物質の学理を深めると共に、ガラスの新たな機能性を探る。
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| 研究成果の概要 |
ガラスの中距離構造が関係する現象に関連付けて以下の成果を得た。（１）高いイオン導電性を示す系は、高温液体状態において、構造緩和と伝導緩和のアレニウス・クロスオーバ温度が異なる。また、この温度が現れる温度範囲は、酸化物系とその他の系で異なる。（２）金属ガラスにおける構造不均一性と原子拡散の関係は、イオン導電性ガラスにおける中距離構造とイオン伝導度の関係と類似である。（３）グリューナイゼン・パラメータの温度依存性、次元依存性、粒子サイズ依存性について調べ、イオン伝導に関する新たな知見を得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
現在、高いイオン伝導性を示す物質が数多く合成され、電池等への応用を目指した研究が活発に行われている。しかし、これらの物質の基礎物性が十分に理解されているとは言い難い。本研究では、ガラスの中距離構造をキーワードに、超イオン導電ガラス、金属ガラス、高分子などの基礎物性について調べた。得られた結果から、多くの物質系に共通する構造とイオン輸送、あるいは構造と原子輸送の関係が抽出できそうであることが分かってきた。これらの知見の積み重ねは物質科学の発展に繋がる。
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