| 研究課題/領域番号 |
21K04636
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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 | 名古屋大学 (2023)
東京大学 (2021-2022) |
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研究代表者 |
矢島 健 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (10597800)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 超イオン伝導体 / 単結晶 / 結晶構造解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
超イオン伝導体では古典的な単一イオンのホッピングによる伝導ではなく、キャリアイオン同士の相関に基づく協奏的な伝導がメカニズムとして考えられている。高いイオン伝導率を実現するためにはイオン相関を適切な大きさに制御することが必要であることが近年分かってきたが、その制御方法は自明ではない。本研究では、超イオン伝導体の単結晶を育成し、組成や結晶構造がイオン相関に対して与える影響を調べ、イオン相関の最適な制御方法を探るとともに、超イオン伝導体のイオニクスに対する包括的な理解を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では超イオン伝導体のイオン相関とイオン伝導の関係を詳細に解明すべく、Li10GeP2S12 (LGPS)元素置換体の単結晶育成およびLi1+xAlxTi2-x(PO4)3 (LATP)単結晶のイオン伝導特性評価を行った。その結果、LATPはLGPSとはイオン相関の効果が真逆に働くことが明らかとなり、結晶構造内のLi原子の密度によってイオン相関のイオン伝導に対する効果が異なることが示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により、近年着目されているイオン同士の相関がイオン伝導に与える影響が物質によって異なり、結晶構造中のLiイオン濃度が重要である可能性が示された。超イオン伝導体は全固体電池の固体電解質として用いられ、そのイオン伝導率向上が必要不可欠である。本研究の成果は、そのイオン伝導率向上に向けた新たな物質設計指針の確立につながるものである。
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