層状ペロブスカイト型化合物における多形形成の原理とその工学的応用

层状钙钛矿化合物多晶型原理及其工程应用

• 批准号: 12875120
• 负责人: 石澤 伸夫
• 金额: $ 0.38万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12875120/
• 关键词: 層状ペロブスカイト; 結晶化学; イオン伝導体; ナノチャンネル構造; 新構造の発見; 積層様式; 放射光X線回折; 多形; 電子密度分布; イオン交換; 高イオン導電性

層状ペロブスカイト型構造をとる物質群は、超電導、イオン電導、ホールバーニング特性、高周波誘電性等に特異な物性を示すものが多い。本研究の目的は、このような層状化合物に関する電子密度分布を中心とした結晶学的研究を行い、層状ペロブスカイトの多形形成の原理を明らかにし、これをA-B-M-O系(A:アルカリ金属、B:アルカリ土類金属、M:NbまたはTa)のモデル層状構造に適用し、新しい高イオン導電性を示す物質を探索することにある。今年度は最終年度にあたり、LiCa_2Nb_3O_<10>、LiCa_2Ta_3O_<10>、RbCa_2Ta_3O_<10> Rb_3Ta_5O_<14>などの酸化物単結晶をフラックス法によって育成した。イメージプレート単結晶回折計を用いて、一連のAB2C3010型化合物はNbO_6、またはTaO_6八面体3個分の厚さをもつペロブスカイト層が積層した構造であることがわかった。また、Rb_3Ta_5O_<14>については、高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所の放射光実験施設ビームライン14Aにおいて、放射光を利用した回折データの収集を行った。その結果、新しいサブナノチャンネルをもつ新物質であることを発見した。この系で、単斜晶系の構造が明らかにされたのははじめてである。この物質は新しい3次元イオン導電経路をもつ新イオン導電材料の可能性が期待される.積層様式の研究から偶然に生まれたとはいえ,研究題目どおりに工学的応用が図られそうなきっかけをつかめたことは望外の成果であった.

The material group of layered structure is composed of superconductivity, conductivity, high-frequency conductivity and other special physical properties. The purpose of this study is to study the electron density distribution and crystallography of layered compounds, to clarify the principle of the formation of lamellar polymorphs, to explore the application of A-B-M-O systems (A: metallic, B: metallic, M:Nb: Ta) to layered structures, and to explore new materials with high conductivity. This year's final year, LiCa_2Nb_3O_, LiCa_2Ta_3O<10>_, <10>RbCa_2Ta_3O_, <10>Rb_3Ta_5O<14>_, acid compounds were crystallized. A series of AB2C3010 compounds, NbO_6 and TaO_6 octahedra, are used in the crystal analysis. Rb_3Ta_5O_<14>As a result, the new material was discovered. The structure of this system and the monoclinic system are different. The possibility of new conductive materials is expected. The research of layer-by-layer style is accidental, and the research topic is the application of engineering.

项目成果

B.E.Etschmann: "A synchrotron XRD study of a small congruent LiNbO_3 crystal ; a compatible approach to powder diffraction"Powder Diffraction. 16[2]. 81-85 (2001)

B.E.Etschmann：“小型全等 LiNbO_3 晶体的同步加速器 XRD 研究；粉末衍射的兼容方法”粉末衍射。

N.Ishizawa: "Monoclinic superstructure of SrMgF_4 with perovskite-type slabs"Acta Crystallographica. C57. 784-786 (2001)

N.Ishizawa：“具有钙钛矿型板的 SrMgF_4 的单斜超结构”晶体学报。

Nobuo Ishizawa: "Synchrotron X-ray study of triclinic LiCa_2Nb_3O_<10> with perovskite-type slabs"Acta Crystallographica. C57. 1006-1009 (2001)

Nobuo Ishizawa：“使用钙钛矿型板对三斜晶 LiCa_2Nb_3O_<10> 进行同步加速器 X 射线研究”晶体学报。

Y.Matsushima: "Synchrotron X-ray and Molecular Dynamics Studies of CaYAlO_1 -The Role of Heterovalent Solutes in K_2NiF_1-Type Solid Solutions-"Physica C. 338. 166-169 (2000)

Y.Matsushima：“CaYAlO_1的同步加速器X射线和分子动力学研究-K_2NiF_1型固溶体中异价溶质的作用-”Physica C. 338. 166-169 (2000)

D. du Boulay: "Synchrotron X-ray study of orthorhombic Rb_3ta_5O_<14> with modified pyrochlore structure."Acta Crystallographica. C58. i40-i44 (2002)

D. du Boulay：“具有改良烧绿石结构的正交 Rb_3ta_5O_<14> 的同步加速器 X 射线研究。”晶体学报。