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Elucidation of superionic conduction mechanism and the establishment of its theoretical basis in terms of the formation of short- and medium-range structures

阐明超离子传导机制并建立其中短程结构形成的理论基础

基本信息

批准号：
21K04660
负责人：
池田昌弘
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Oita National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

超イオン導電ガラスにみられるような不規則系では、中距離構造がイオン輸送現象に重要な役割を果たしている。本研究では、中距離構造の形成過程をモデル化し、固体中のイオン導電機構の本質を理解することにある。本年度の研究では、以下の成果が得られた。1) 前年度に引き続き、従来の結晶中における空孔形成理論の改良を進め、イオン結晶系でみられる内因性・外因性伝導領域を記述するモデルの構築を行った。この改良された空孔形成理論は、低温になるにしたがって空孔数が凍結する挙動を再現する。また、空孔濃度が格子間イオン濃度に対応するとみなすことで、イオン伝導度に対してモデル化を行った。電荷担体濃度とイオンの易動度が非線形に連結している当該モデルは、両伝導領域間の連続挙動を説明する。本研究成果は、論文として公表された。2) 1)の成果で得られたイオン伝導度のモデルに対して更なる検討を重ね、AgI系を基にした酸化物系超イオン導電ガラスに適用した。この物質系のイオン伝導度は、液体側でVFT的に、ガラス転移点以下の温度域ではArrhenius的挙動を示す。各領域でのイオン伝導過程を理解することを試みた。例えば、(AgI)x(AgPO3)1-x (0 <= x <= 0.5)におけるイオン伝導度の組成依存性をみると、AgIの添加量に伴ってイオン伝導度は増加する。この挙動は、ネットワークの膨張に伴う自由体積の増加と関連付けられる。

Super イオン conductive ガラスにみられるような irregular series では, perimeter structure がイオン transport phenomena に important な "を cut fruit たしている. This study explores the でで, the formation process of medium-distance structure <s:1>, the をモデ process of <s:1>, and the を understanding of the essence of <s:1>, <s:1> and <s:1> conductive mechanism <e:1> in solids, as well as the するとにあるとにある. This year, <s:1> research でで, and the following <s:1> achievements が are られた. 1) before the annual に lead き続き, 従 to の crystallization of における empty hole forming theory の improved をめ, イオン crystal system でみられる endogenous, exogenous sex 伝 guide field を account するモデルの line build をった. <s:1> <s:1> improved the theory of された hole formation する, low-temperature になるにたがってたがって number of holes が freezing する挙 movement を reproduction する. また, empty hole concentration が cubicle イオン concentration に応 seaborne するとみなすことで, イオン伝 conductance にし seaborne てモデル change line をった. Charge supporter concentration とイオンの easy mobility が nonlinear に link している when the モデルは, struck 伝 guide field between の even 続挙 dynamic を illustrate する. The research results and the paper と are listed in the て public table された. 2) 1) の results でられたイオン伝 conductance のモデルにし seaborne て more なる beg を heavy 検ね, AgI を base にした acidification system super イオン conductive ガラスに applicable した. この material is のイオンは伝 conductance, liquid side で VFT に, ガラス planning to move some の temperature field under では Arrhenius 挙 move をす. In various fields, で, <s:1>, <s:1>, 伝, 伝, derivative process を, understanding する, みた, とを, try みた. Example えば, (AgI) x (AgPO3) 1 - x (0 < = x < = 0.5) におけるイオン伝 conductance of の dependency をみると, AgI のに amount with ってイオン伝 conductance は raised plus する. <s:1> 挙 movement 挙, ネットワネットワ <s:1> <s:1> <s:1> expansion に accompanied by う free volume <e:1> increase と related pair けられる.