超イオン導電体における可動イオンの拡散係数の導出

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超イオン導電体におけるイオンダイナミクスを議論する上で拡散係数を実験的に導出することはきわめて重要であり放射性同位体や核磁気共鳴等の実験により導出されている。しかしながらこれらの手法は実験上の制約から必ずしも十分な成果を得るに至っていない。そこで我々は拡散係数を従来の方法によらないで、しかも簡単に得る実験方法の確立を行った。この方法は超イオン導電体を外場によって分極させた後の内部分極電場の緩和過程を測定して可動イオンの拡散係数を導出しようとするものである。さらに、イオン伝導度の周波数依存性によってネルンストーアインシュタイン関係式からのずれを実験的に導出する方法の確立を行った。これらの方法を代表的な超イオン導電体であるα-Aglに適用を行い、詳細な議論を行うために分子動力学によってこれらの値を計算し実験値との比較を行った。得られた結果の中で特に拡散係数については従来報告されている値とかなりよく一致しており今回考案した方法が拡散係数を測定する方法として有用であることが確かめられた、しかしながら測定値の誤差が大きくこの原因は電極とサンプルの接触に関係する寄与と化学拡散の影響が考えられ今後これらの影響をのぞくためにさらに研究を進めていく必要性があると考えられる。一方、ネルンストーアインシュタイン関係式からのずれは従来報告されている値との一致は必ずしもよくないがこれらの値より可動イオンが集団運動をしていることが定性的に確かめられた。