酸化物イオン伝導体のO-17NMRスペクトルによる欠陥構造解析

研究目的酸化物イオン伝導体の導電率はドープするカチオンによって大きく変化することが知られており、ドープイオン周辺の酸素欠陥はイオン伝導において重要な役割を担っていると考えられる。本研究の目的は、酸化物イオン導電体の結晶構造から予想される酸素サイトの定量を行い、各ドープ量における安定な酸素サイトを知ることである。マクロな格子の歪みからは説明できないイオン導電率の変化を解明するため核磁気共鳴装置NMR(Nuclear Magnetic Resonance)を用いて局所構造解析を行う。研究方法測定に使用する装置は日本電子製ECA-500及びECA-600を使う予定で、ECA-500については物質材料研究機構所有の装置を借用して測定する。測定法は試料を高速回転させて測定するMAS(Magic Angle Spinning)法を用いる。ECA-500については回転速度が22kHzまで上げることが可能であり、より精度の高い解析が可能である。研究成果1次元のO-17NMR測定の解析結果からセリア系酸化物イオン導電体の結晶構造から予想される酸素サイトの定量を行った。(YO_<1.5>)_x(CeO_2)_<1-x>は四極子の影響により各酸素サイトの分離が不十分でピーク分離による定量を行うまでには至らなかった。また、(YO_<1.5>)_x(CeO_2)_<1-x>については各酸素サイトの分離が可能で定量測定に成功した。その結果、イットリアのドープ量に依らず酸素欠陥はほぼランダムに存在することが推測された。

研究目的酸化物イオン伝導体の導電率はドープするカチオンによって大きく変化することが知られており、ドープイオン周辺の酸素欠陥はイオン伝導において重要な役割を担っていると考えられる。本研究の目的は、酸化物イオン導電体の結晶構造から予想される酸素サイトの定量を行い、各ドープ量における安定な酸素サイトを知ることである。マクロな格子の歪みからは説明できないイオン導電率の変化を解明するため核磁気共鳴装置NMR(Nuclear Magnetic Resonance)を用いて局所構造解析を行う。研究方法測定に使用する装置は日本電子製ECA-500及びECA-600を使う予定で、ECA-500については物質材料研究機構所有の装置を借用して測定する。測定法は試料を高速回転させて測定するMAS(Magic Angle Spinning)法を用いる。ECA-500については回転速度が22kHzまで上げることが可能であり、より精度の高い解析が可能である。研究成果1次元のO-17NMR測定の解析結果からセリア系酸化物イオン導電体の結晶構造から予想される酸素サイトの定量を行った。(YO_<1.5>)_x(CeO_2)_<1-x>は四極子の影響により各酸素サイトの分離が不十分でピーク分離による定量を行うまでには至らなかった。また、(YO_<1.5>)_x(CeO_2)_<1-x>については各酸素サイトの分離が可能で定量測定に成功した。その結果、イットリアのドープ量に依らず酸素欠陥はほぼランダムに存在することが推測された。