| 研究概要 |
本研究は,ペロブスカイト関連酸化物の欠陥平衡に関して,形態効果,サイズ効果の現れる原因を特定し,これらを取り入れた欠陥化学を構築することを目的としている。不定比性が変化する要因としては,力学的な相互作用と電気二重層生成などの電気的な要因が考えられる。前者については基板上に製膜した(La,Sr)CoO_3薄膜を,後者についてはPt-SrZrO_3のナノコンポジットをモデル物質として取り上げてその挙動を調べた。
1.(Ce,Gd)O_2およびYSZ基板上に(La,Sr)CoO_3薄膜を作製し,インピーダンスの化学容量から不定比性を見積もった。昨年までと同様,この手法で得られる酸素空孔生成エンタルピーはバルクよりも大きく,明確な粒子径依存性・基板依存性は見られなかった。この手法は,電極過電圧が界面の酸素ポテンシャルの変化に対応することを前提としている。この仮定を再検証するために,電極膜上面の酸素ポテンシャルの変化を多孔質電解質を用いて測定したところ,この仮定から期待される通り,過電圧と同程度の酸素ポテンシャルシフトが観測された。ただ,バルクとの違いが顕著になる高酸素分圧で,両者間に若干の違いが生じた。現在,酸素不定比量をCo価数変化として測定する実験,および高温共振子を利用して測定する実験について他機関と共同で準備を進めており,この結果を取り入れて最終的な議論を行う予定である。
2.ヘテロナノ粒子の作製
SrZrO_3とPtとのナノレベルでの混合粉体を作製することに成功し,この試料について導電率を測定した。この結果,Ptのナノ粒子分散によってプロトン導電率が減少し,電子導電率が増大することが明らかになった。これは,PtとSrZrO_3の接触界面にプロトンもしくはホールがトラップされ,その結果として空間電荷層が生じ,負電荷をもつ電子濃度が増大し,プロトン濃度が減少したとして説明することができた。
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