超イオン導電ガラス中のイオン輸送-中距離構造が果たしている役割の解明-

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15560586
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 安仁屋 勝 熊本大学, 理学部, 教授 (30221724)
• キーワード: 超イオン導電ガラス / 酸化物ガラス / カルコゲナイドガラス / 固体イオニクス / 超イオン導電体 / アモルファス / イオン伝導 / 中距離構造

研究概要

超イオン導電ガラスにおいて、中距離構造はイオン輸送現象でどのような役割を果たしているのであろうか。この疑問を解明することが本研究の目的である。本年度の研究では、酸化物ガラスとカルコゲナイドガラスのネットワーク構造を比べたとき、可動イオンの添加に対する振舞いが質的に異なること見出した。例えば、AgI-Ag_2O-B_2O_3系のような酸化物ガラスにおいては、中距離構造を反映するFSDPの波数の値はAgIの増加と共に減少するが、Ag_2S-GeS_2のようなカルコゲナイドガラスにおいては、FSDPの波数の値はAg_2Sの増加と共に増える。また、LiI-Li_2O-B_2O_3のようなLiイオン導電性ガラスのFSDPの波数の値はLiIの添加と共に増える。これらの振舞いや塩のドーピングによる網目構造の膨張は、ガラスの平均的電気陰性度およびガラス形成能と密接に関係していることも明らかにした。本年度行ったその他の研究の一部を以下に記す。研究は現在も進行中であるため、得られた研究の成果がまだ論文の形にはなっていないものもある。それらは追々論文として公表していく予定である。研究成果の一部は日本物理学会、固体イオニクス討論会、固体イオニクス・アジア会議、液体およびアモルファス金属国際会議、材料熱物性研究のニューフロンティア国際シンポジウムなどにおいて発表された。
1)Ag_2O-B_2O_3系ガラスの構造の組成依存性と熱力学的性質をモンテカルロ法により調べた。
2)アモルファスAg-Ge-Se系の構造、銀イオンの拡散、ガラス化機構などを分子動力学法により調べた。
3)過冷却液体Ge-S系における粘性の組成依存性と、アモルファスGe-S系へのAgの光ドープの起こりやすさとの関連を調べた。

研究成果

• [雑誌論文] Defect Interactions and the Superionic Transition Temperature : A Comparative Study (2005)
  • 著者名/発表者名: M.Aniya, S.Ichihara
  • 雑誌名: Journal of Physics and Chemistry of Solids 66・2-4 ページ: 288-291
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Diffusion Mechanism of Ag Ions in Superionic Conductor Ag_2Se from Ab Initio Molecular-Dynamics Simulations (2005)
  • 著者名/発表者名: F.Shimojo, M.Aniya
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 74・4(印刷中)
• [雑誌論文] Diffusion Mechanism of Cu Ions in Superionic Conductor CuI : Ab Initio Molecular-Dynamics Simulation (2004)
  • 著者名/発表者名: F.Shimojo, M.Aniya
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan, Supplement 112・5 ページ: S729-S731
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Structure of Ag_2O-B_2O_3 Glasses by the Scale-Transformed Energy Space Sampling Monte Carlo Method (2004)
  • 著者名/発表者名: H.Nakamura, M.Aniya
  • 雑誌名: Solid State Ionics : The Science and Technology of Ions in Motion (eds.B.V.R.Chowdari et al.) (World Scientific) ページ: 843-850
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Composition Dependence of Diffusion in Liquid Silver Chalcogenides (2004)
  • 著者名/発表者名: M.Aniya, F.Shimojo, T.Iseki
  • 雑誌名: Journal of Non-Crystalline Solids 338-340 ページ: 579-581
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Medium Range Order in Oxide and Chalcogenide Superionic Glasses : A Comparative Study by Using the Average Electronegativity (2004)
  • 著者名/発表者名: M.Aniya, F.Shimojo
  • 雑誌名: Journal of Non-Crystalline Solids 341・1-3 ページ: 110-114
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A Pseudopotential Study on Dielectric Theory of Electronegativity and Transverse Effective Charges in Zinc-Blende Structure Binary Compounds (2004)
  • 著者名/発表者名: M.Aniya
  • 雑誌名: Physics Reports of Kumamoto University 12・1 ページ: 101-108
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Ab Initio Study on Structural and Electronic Properties of Nonsuperionic, Superionic and Molten Phases of Cuprous Iodide (2004)
  • 著者名/発表者名: F.Shimojo, M.Aniya
  • 雑誌名: Physics Reports of Kumamoto University 12・1 ページ: 109-118
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A Possible Relationship Between Ag Photodoping and Fragility in Amorphous Ge-S Systems (2004)
  • 著者名/発表者名: T.Shinkawa, M.Aniya
  • 雑誌名: Physics Reports of Kumamoto University 12・1 ページ: 119-123
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Ion Dynamics in CuI : Testing the Bond Fluctuation Model by an Ab-Initio Molecular Dynamics (2004)
  • 著者名/発表者名: M.Aniya, F.Shimojo
  • 雑誌名: Solid State Ionics : The Science and Technology of Ions in Motion (eds.B.V.R.Chowdari et al.) (World Scientific) ページ: 819-826
• [雑誌論文] Anomalous Cation-Cation Interactions in Molten CuI : Ab-Initio Molecular-Dynamics Simulations (2004)
  • 著者名/発表者名: F.Shimojo, M.Aniya, K.Hoshino
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 73・8 ページ: 2148-2153
• [雑誌論文] Molecular Dynamics Simulation of the Phase Behavior of AgI_<1-x>Cl_x
  • 著者名/発表者名: S.Hamakawa, M.Aniya, F.Shimojo
  • 雑誌名: Journal of Thermal Analysis and Calorimetry (発表予定)