科学的スケーリングによる超イオン導電ガラスの設計と物性予測

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10650669
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 安仁屋 勝 熊本大学, 理学部, 助教授 (30221724)
• キーワード: 超イオン導電ガラス / 超イオン導電体 / ガラス / 液体銀カルコゲナイド / イオン伝導 / 中距離構造 / 化学結合 / 電機陰性度

研究概要

本研究の目的は、スケーリングという基礎物理学の概念を、超イオン導電ガラスの設計及び物性予測に使えるかどうかを明らかにすることである。この目的に関して、ここ1年程の間に得られた新たな知見は以下の1及び2のとおりである。
1 例えば、網目構造をつくっているAg_2O-P_2O_5ガラスにAgIをドープすると網目構造は膨張するが、その膨張率はガラスの平均的な電気陰性度でスケールできることを見い出した。この結果は、ドーピングによる網目構造の変化がガラスの種類に関係なく、ガラスの平均的な電気陰性度の変化の度合いによって支配されるという、興味深い事実を示している。
2 ガラス中における酸化物網目の中距離構造の相関距離が長くなるに伴い、イオン伝導度が大きくなることを見い出した。何故そうなるのかの理由は現在研究中である。
3 その他の研究
(1) 液体銀カルコゲナイドが示す異常な電子物性に対するモデルを提案した。
(2) 超イオン導電物質AgIの、有効価電子数の温度依存性を求めた。
(3) 物質の化学結合性と超イオン導電性の関係について調べた。
上記の1及び2に関する研究成果は日本物理学会(沖縄、1998年9月)、固体イオニクス討論会(仙台、1998年11月)、International Meeting on Thermo-Mechanical and Electrical Properties of High-TemperatureMaterials(USA、1999年1月)で発表した。3-(1)及び3-(2)に関する研究成果は6th Asian Conferenceon Solid State Ionics(India、1998年11-12月)で発表した。

研究成果

• [文献書誌] Masaru Aniya: "Analysis of the Bond Ionicity in Solids: Searching a Guideline for the Design of New Superionic Conducting Materials" Physics Reports of Kumamoto University. 10・2. 161-171 (1998)
• [文献書誌] Masaru Aniya: "Speculations About Bonding and Electronic Properties of Liquid Silver Chalcogenides" Physics Reports of Kumamoto University. 10・2. 173-183 (1998)
• [文献書誌] Masaru Aniya,Kunio Wakamura: "Effective Number of Valence Electrons in α- and β-AgI" Solid State Ionics: Science & Technology, Ed. B.V.R.Chowdari et al., World Sientific. 43-47 (1998)
• [文献書誌] Masaru Aniya: "Interpretation of the Anomalous Electronic Properties ofLiquid Silver Chalcogenides from a Model of Superionic Conductos" Solid State Ionics: Science & Technology, Ed. B.V.R.Chowdari et al., World Sientific. 57-61 (1998)
• [文献書誌] Masaru Aniya: "Interatomic Force Constants and Localized Effective Charges inCopper Halides" Solid State Ionics: Science & Technology, Ed. B.V.R.Chowdari et al., World Sientific State Ionics. (印刷中). (1999)