研究課題
本課題では，過去に検討がなされていない数多くの物質群について，構造マップ，結晶構造データベース、結合原子価法などを駆使して新しい結晶構造を持つイオン伝導体の候補ならびに新しいタイプのイオン伝導体の候補を探索した．有望な候補物質を合成，酸化物イオン伝導などの物性と結晶構造を実験で調べ，優れた特性を示す新構造ファミリーを探索し、物性発現機構を研究した。2022年度の主な研究実績は、①高い酸化物イオン伝導度を示す新物質を発見したこと（Adv. Funct. Mater.誌に出版、プレスリリース）、②プロトン伝導を抑えた高酸化物イオン伝導体の発見(Inorg. Chem.誌とJ. Ceram. Soc. Jpn.誌に出版，新聞発表，セラミックス協会年会トピックス講演に選定)、③結合原子価法により新物質の酸化物イオン伝導体を発見したこと（Inorg.Chem. 誌に出版）、④酸化物イオン伝導体である不規則な六方ペロブスカイト関連酸化物における隠れた規則性を発見したこと（Nature Comm.誌に出版，プレスリリース，新聞発表）である。特に、①では200℃以下の低温域で従来の材料を超える酸化物イオン伝導度を示す新材料を発見した。また、酸化物イオン伝導度が高い高温での結晶構造と酸化物イオンの拡散経路を解明した。さらに、第一原理分子動力学シミュレーションを行うことで、この新材料の酸化物イオン伝導メカニズムを明らかにした。その結果、酸化物イオンは格子間酸素席と格子酸素席を介して二次元的に準格子間機構により拡散するため、高いイオン伝導度を示すことが分かった。また、この新しい酸化物イオン伝導体は、広い酸素分圧範囲で電気伝導度が一定で発電効率を落とす電子伝導を示さない上に、化学的に非常に安定であるという特徴も見出した。
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 5件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (35件) (うち国際学会 10件、 招待講演 6件) 図書 (1件) 備考 (4件)
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