異常高原子価Fe４＋を含む鉄酸化物の酸素欠損精密制御と物性に関する研究

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高温中での遷移金属酸化物の物性は、周囲の酸素分圧に大きく影響される。それは固体中に含まれる酸素（欠損）量が雰囲気の酸素分子との平衡反応により変化するとともに、遷移金属イオンの価数や配位状態も変化させるためである。一方、メスバウア分光法は、鉄やスズ、ユーロピウムなどに元素は限られるが、原子核由来の情報から物性を調べることのできる優れた測定手法である。精密に雰囲気制御した高温下でメスバウア効果測定を行うことのできる装置の開発を行った。試料加熱炉について、（メスバウア効果のためのガンマ線を通過させる）測定窓への熱負荷を低減させるため、送風による冷却機構の組み込み、断熱、放熱材の配置や形状の改良、試料を保持するセルの製作などを行うことで、800～950℃の高温度域でのメスバウア効果測定に必要な時間の試料の加熱・保持が可能となった。また、低酸素分圧領域（PO2＝10-4～10-20atm）の雰囲気を作り出すために、安定化ジルコニア（YSZ）管を用いた酸素ポンプに替えてアルゴンガスと水素ガスを混合し、ガスラインへ流す方法で酸素分圧の制御を試みた。各ガスの流量を変化させることで下流側に設置したYSZ管で作られた酸素センサーから出力される酸素分圧値を一定に保とうとしたが、とくに極微量となる水素ガスの制御が必要となる酸素分圧領域（PO2＝10-5～10-12atm）では安定せず、保持するのは困難であった。