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有機-無機複合材料を基盤としたナノスケールイオン伝導体に関して、ナノ界面がイオン伝導特性へ及ぼす影響およびナノサイズ効果を明らかにし、全固体充電池の実現や新たな界面化学機能の開拓、イオン伝導の量子効果の発現といった新規ナノイオニクスを創製することを目的とし、H23年度は以下に関して主に下記3項目に関して研究を実施した。
[1]ヨウ化銀-ポリマーナノ粒子の低温結晶相挙動解明に向けたX線回折測定データの解析
10ナノメートルのサイズを有する有機ポリマー保護ヨウ化銀ナノ粒子に関して、放射光X線回折(XRD)を用いて低温における結晶相を調べ、各温度におけるXRDパターンの解析を行った。その結果、相転移が起こる40℃以下ではβ/γ相が混合した状態であり、さらに低温まで冷却してもβ/γ相の混合比は大きく変化しないことがわかった。
[2]ナノスケール酸化チタンの構造相転移挙動の解明
Ti305の組成を有する酸化チタンナノ粒子は、温度変化に伴い結晶構造が変わり、導電性も変化することが知られている。ナノスケールの酸化チタンに関する相挙動を調べるため、昇温・冷却させながらXRD測定を行い、各温度における結晶相状態を調べた。その結果、λ相と呼ばれる準安定状態が室温で出現し、冷却過程において大きな温度ヒステリシスが観測された、この挙動はバルク状態では見られないため、ナノスケール化したことに起因する特徴的なものであることが明らかとなった。
[3]リチウムイオン電池の界面制御
全固体型リチウムイオン電池においては、固体の活物質のまわりを液体の電解質が取り囲む従来の電池とは異なり、固体と固体が接する部分でイオンの挿入・移動が起こるため、異種固体間の接合状態が特性に大きな影響を与える。この接触界面状態向上のため、界面に金属錯体を修飾し、膜厚と電池特性との関係を調べた。
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