研究課題
本研究は、結晶格子内の局所構造に依存する酸素の動的緩和の観測と制御の手法を駆使して、格子内移動現象を解明するとともに、環境浄化やエネルギー問題に直接関与する材料群、とくにセリウム酸化物、ジルコニウム酸化物などを対象に解析し、さらに新規材料開発の原理を追求することを目的として、一連の研究を実施したものである。酸素の結晶内での動的緩和現象ならびに運動性の物性の測定方法としては、酸素の運動に起因する弾性エネルギー損失を検出する内部摩擦の測定ならびに低酸素分圧下での酸素放出特性の測定により行った。あわせて本年度は、応用的見地から、イオン伝導度、酸素貯蔵放出能や酸素欠陥生成にともなう光学物性の変化や制御についても検討した。ジルコニア系の希土類、セリウムを含む固溶体では、カチオンの複合ドープにより、顕著な内部摩擦の緩和強度の低下や温度特性の違いがあり、酸素欠陥周辺にドープされた異種原子(イオン)が結晶中に不均一なポテンシャルを生じさせ、単純なサイト間緩和が起こりにくくなることを示した。結晶方位依存性や一連の希土類ドープジルコニアについてこれらを調べ、蛍石型構造を有する金属酸化物固溶体の性質について、酸素緩和の制御の観点から新しい知見を得たと考えている。さらに、これらの現象が、イオン伝導度と相関することを議論して、酸素欠陥を介した短距離緩和と同時に長距離移動も阻害、促進することが考えられた。ラマン分光、可視分光測定を実施し、欠陥と対称性の低下と緩和酸素を利用した応用についても研究を展開し、最終的に本材料の化学的光学的応用の可能性を見出した。
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材料(日本材料学会論文誌)
巻: Vol.60(No.3) ページ: 194-197
ISSN0514-5163
巻: Vol.60(No.3) ページ: 198-201
巻: Vol.60(No.5) ページ: 482-485
巻: Vol.60(No.10) ページ: 933-936
IOP Conf.Ser. : Mater.Sci.Eng.
巻: Vol.18(Print)(Online) ページ: 182010-3
ISSN1757-8981 ISSN1757-899X
巻: Vol.18(Print)(Online) ページ: 222031-4
巻: Vol.18(Print)(Online) ページ: 132011-4
