中距離構造で制御する超イオン導電ガラスの機能性探査とその学理の解明

中程结构控制超离子导电玻璃功能性探索及理论阐明

• 批准号: 20K05080
• 负责人: 安仁屋 勝
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K05080/
• 关键词: 超イオン導電体; イオン導電性ガラス; ガラス; イオン導電性ポリマー; 金属ガラス; イオン伝導; 中距離構造; 結合強度・配位数揺らぎモデル; イオン伝導体; アレニウス・クロスオーバ; 結合揺らぎモデル; アレニウス・クロスオーバー; 超イオン導電ガラス; ガラスの物性; イオン輸送現象

本研究の目的は、ガラスの中距離構造の観点から超イオン導電ガラスの基礎物性を調べることでガラス物質の学理を深めるとともに、ガラスの新たな機能性を探ることにある。この目的に沿って、今年度は以下の成果を得た。１）イオン結晶におけるイオン伝導度の温度依存性では、不純物濃度や熱履歴に依存する低温側での外因性伝導領域と不純物等には依存しない高温側での内因性伝導領域が観測される。また、それらの領域間で伝導度は連続的に移り変わるが、理論的取り扱いは不明であった。イオン結晶における欠陥濃度とイオンの移動度が非線形にカップルするという観点から、イオン伝導度が内因性・外因性領域間で連続的に変わることを説明する解析的な理論的モデルを構築した。２）イオン導電性ガラス形成物質において、イオン伝導度の振る舞いはガラス転移温度を境に、低温側でのアレニウス型から高温側でのVFT型へと大きく変わる。１）と関連付けて、この現象を説明するモデルの大枠を構築した。詳細については引き続き検討中である。３）以前の研究において、酸化物ガラスにおける中距離構造とイオン伝導度は密接に関係することを見出していた。同様の関係は金属ガラスにおける構造不均一性と拡散係数との間にもあることを見出した。４）以前に提案した融体に対する結合力・配位数ゆらぎモデルを使って、Liイオン導電性ポリマーにおけるフラジリティの組成依存性のモデルを構築し、原因不明とされていた現象に対し説明を与えた。５）その他として、イオン導電体における力学物性、イオン導電体における熱電現象、アモルファス物質における構造緩和、光学誘電率と電気陰性度の関係等の研究を行った。

The purpose of this study is to explore the fundamental physical properties of the medium distance structure and the new functional properties of the medium distance structure. This year, the following achievements have been achieved. 1) Temperature dependence of crystal conductivity, impurity concentration, thermal conductivity dependence, extrinsic conductivity domain on low temperature side, impurity dependence, intrinsic conductivity domain on high temperature side.また、それらの领域间で伝导度は连続的に移り変わるが、理论的取り扱いは不明であった。The degree of mobility of the crystal is different from that of the non-linear crystal. The degree of conductivity is different from that of the intrinsic crystal. The degree of mobility of the crystal is different from that of the extrinsic crystal. 2) The conductivity of the material forming the conductivity of the material is different from that of the material forming the conductivity of the material. 1) The phenomenon of correlation and correlation is explained. Details of the event 3) Previous studies have shown that the medium distance structure and conductivity are closely related to each other. The relationship between the metal and the structure is not uniform. 4) The previous proposal was that the binding force, coordination number, and composition of the complex should be explained. 5) To conduct research on mechanical properties, pyroelectric phenomena, structural relaxation, and the relationship between optical inductivity and electronegativity of electrical conductors.

项目成果

Ionic Conductors: Effect of Temperature on Conductivity and Mechanical Properties and Their Interrelations

• DOI: 10.3390/cryst11081008
• 发表时间: 2021
• 期刊: Crystals
• 影响因子: 2.7
• 作者: M. Aniya;Haruhito Sadakuni;Eita Hirano

Ionic Conductivity across the Glass Transition in AgI-based Superionic Conducting Glasses: Nonlinear Coupling between Charge Carrier Concentration and Mobility

基于 AgI 的超离子导电玻璃中整个玻璃化转变的离子电导率：载流子浓度与迁移率之间的非线性耦合

• 发表时间: 2022
• 作者: Masahiro Ikeda;Masaru Aniya
• 通讯作者: Masaru Aniya

拡張された結晶中の空孔形成理論に基づくイオン伝導のモデル

基于晶体空位形成扩展理论的离子传导模型

• 发表时间: 2022
• 作者: 池田昌弘;安仁屋勝
• 通讯作者: 安仁屋勝

Relaxor Ferroelectrics: A Description based on the Bond Strength-Coordination Number Fluctuation Model

弛豫铁电体：基于键强度-配位数涨落模型的描述

• 发表时间: 2021
• 作者: Keita Wakabayashi;Masaru Aniya
• 通讯作者: Masaru Aniya

Direct Observation of Scattering Angle Dependence of the Inelasticity Effect on the Interference Term Obtained from Time-of-Flight Neutron Diffraction Experiments

直接观察飞行时间中子衍射实验中获得的干涉项的非弹性效应的散射角依赖性

• DOI: 10.1246/bcsj.20210315
• 发表时间: 2021
• 期刊: Bulletin of the Chemical Society of Japan
• 影响因子: 4
• 作者: Kameda Yasuo;Tsutsui Kana;Amo Yuko;Usuki Takeshi;Ikeda Kazutaka;Otomo Toshiya
• 通讯作者: Otomo Toshiya