フッ化硫化物系アニオン制御の基礎学理構築と固体電解質材料群の開拓

点击翻译按钮获取中文摘要

今年度は、フッ化硫化物La2+xSr1-xF4+xS2のイオン伝導支配因子を解明するとともに、未知フッ化硫化物相の探索を行い、新奇な結晶構造を持つフッ化物イオン伝導体を見出した。フッ化硫化物を用いたフッ化物イオン伝導体の材料設計が、フッ化物イオン伝導を示す結晶構造のバリエーション拡大に貢献できることを明らかにした。フッ化硫化物La2+xSr1-xF4+xS2は、フッ化物イオンと硫化物イオンが分け隔たれた2次元層状構造であり、フッ化物イオン層において正規サイトと格子間サイトが存在することを明らかにしていた。中性子構造解析によるフッ化物イオンサイトの精密化や核密度分布解析により、格子間サイトの占有率向上がフッ化物イオン伝導率の向上に効果的であることを明らかにした。また、La2+xSr1-xF4+xS2と同様の合成手法を用いることで、未知結晶相La-Ba-F-Sを新たに合成し、フッ化物イオン伝導を示すことを明らかにした。粉末X線回折パターンを用いた未知結晶構造解析を行い、結晶構造解明に成功した。具体的には、実空間法とリートベルト解析を組み合わせた結晶構造パラメータの精密化と結合原子価法(BVS法 : Bond Valence Sum)による化学的妥当性の評価を行った。未知結晶相La-Ba-F-Sは、既報のフッ化硫化物と同様に、2種類のアニオンが分け隔たれた2次元層状構造を有していることを明らかにした。