イオン伝導体内Agの原子運動-中性子共鳴吸収分光法N-RASによる機能性材料評価

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中性子共鳴吸収分光法(N__-eutron R__-esonance A__-bsorption S__-pectroscopy, N-RAS)は、中性子共鳴吸収即発γ線分析法と飛行時間法を組み合わせた、我国の中性子実験グループにより提案・開発された全く新しい概念に基づく分光法である。本研究は、この新しい分光法でイオン伝導体中のAg原子の運動を追跡し、材料研究に対する本手法の有用性と応用性を明らかにする事を目的とした。平成13年度は、イオン伝導体中のAgについて測定を系統的に進めると共に、並行してこの実験手法の実験誤差要因について系統的に検討を行った。イオン伝導体としてはAgIの他、Ag3SI及びAg3Brを試料とし、キャリアイオンAgの運動状態と骨格を形成するIの運動状態について個別に情報を取り出し、相転移点を含む温度範囲で測定した。この結果、(1)骨格を形成するIの実効温度は、AgIとAg3SIの双方において各転移を含む測定温度領域の全体にわたって運動変化の傾向に変化は見られない、(2)キャリアであるAgイオンの運動は、Ag3SIやAg3SBrのγ→β転移のように骨格の変化を伴わないものではその傾向に変化は現れないが、骨格の変化を伴うAgIのβ→α転移ではAgイオンの運動に変化が現れる、ということがわかった。即ち、骨格を形成する陰イオンの作る環境がキャリアの運動に非常に大きく影響を及ぼすものと考えられる。また、N-RAS測定において問題となる誤差要因については、主としてスペクトルのフィッティングに影響を及ぼす原子の断面積の大きさについて検討した。この結果、試料を10%程度の吸収条件に調整すれば実効温度の誤差を0.5%程度に押さえられることがわかった。以上、本研究により、N-RASが実用材料の研究に応用が可能で有用な情報を与えること、試料に必要な調整条件を明らかにすることができた。