高イオン伝導性を有する貴金属カルコハライドガラスの機能とネットワーク構造

高离子电导率贵金属硫卤化物玻璃的功能及网络结构

• 批准号: 15760495
• 负责人: 臼杵 毅
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Yamagata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760495/
• 关键词: イオン伝導性ガラス; 貴金属カルコハライド; イオン伝導度; 高エネルギーX線回折; 中性子回折; EXAFS; 熱物性; ガラス安定性

「ガラス化によってなぜ高イオン伝導性が出現するのか?」。これは、固体でありながら室温で電解質水溶液なみのイオン伝導性を示すことで知られる「高イオン伝導性ガラス」分野での究極の疑問である。本研究では、MI-As_2X_3(M:Ag,Cu,X:S,Se)系に着目し、イオン伝導度や熱物性などの精密測定、中性子回折、高エネルギーX線回折およびEXAFS測定を実施し、可動イオン周囲の環境構造とガラスネットワーク構造双方に対する詳細な解析を進めることで、ガラスにおける高イオン伝導性発現メカニズムの解明に挑戦した。MI-As_2Se_3系は60mol%MI組成までバルクガラスが安定に得られ、そのイオン伝導度はMIの添加とともに指数関数的に増加することが分かった。MIを過剰添加したガラスの室温でのイオン伝導度は、MI室温結晶相の伝導度をはかるにしのぐ。EXAFS、高エネルギーX線および中性子線回折実験データに対する精密定量構造解析の結果、添加されたMIは、(1)AsSe_<3/2>ガラスネットワークの層間に二層分離的に溶け込むこと、(2)その時のM周囲の環境構造は、室温結晶相よりも歪みの度合いがかなり高くなること、(3)それによって室温結晶相には存在しないM-M近距離相関が生じること、(4)このような歪んだMI構造単位の連結によるMイオン伝導パスの形成が示唆されること、などの重要な知見を見出した。これに対し、As_2S_3系ではガラス化範囲も狭く、イオン伝導度の上昇も鈍い。構造解析の結果でも、添加MIとガラス母体であるAs_2S_3との間に明瞭な結合が生じ、Mイオンがガラスネットワークに消費されて、可動状態とならないことが判明した。これらのことから、ガラス中における高イオン伝導特性発現には、MI-As_2Se_3系のように擬二元混合状態が達成されていることが非常に重要であると結論付けられた。

"The appearance of high conductivity in the process of transformation." The conductivity of electrolyte aqueous solution at room temperature is shown by the difference between high conductivity and solid conductivity. This study focuses on the detailed analysis of MI-As_2X_3(M:Ag,Cu,X:S,Se) system, its thermal conductivity, thermal properties, thermal conductivity, thermal conductivity MI-As_2Se_3 system is composed of 60 mol %MI, and the stability of MI-As_2Se_3 system is improved. The conductivity of MI-As_2Se_3 system is increased by MI and exponential correlation. MI is added to the crystalline phase at room temperature, and the conductivity of the crystalline phase at room temperature is changed. EXAFS, high temperature X-ray diffraction, neutral sub-line diffraction, precision quantitative structure analysis, addition of MI,(1)AsSe_<3/2>,(2) temperature M-cycle environmental structure, room temperature crystallization phase, temperature mixture,(3) the existence of M-M close range correlation in the room temperature crystalline phase;(4) the formation of M-M close range correlation in the structural unit; In this case, As_2S_3 is the opposite. The result of structural analysis is that the MI is added to the matrix, and the As_2S_3 is added to the matrix. The interaction is generated, and the M is added to the matrix. The movable state is determined. The quasi-binary mixed state of MI-As_2Se_3 system is reached.

项目成果

An anomalous X-ray scattering study on glassy superionic conductor using a third generation synchrotron rediation facility

使用第三代同步加速器辐射装置对玻璃超离子导体进行反常 X 射线散射研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B (発表予定)
• 作者: Takeshi USUKI et al.

Glass Network Structure in Noble Metal Chalcohalide Glasses

贵金属硫卤化物玻璃中的玻璃网络结构

• 发表时间: 2004
• 期刊: Solid State Ionics : Science and Techonology of Ions in Motion (Edited by B.V.R.Chowdari)(World Scientific Publishing)
• 作者: Takeshi USUKI et al.;Takeshi USUKI et al.;Takeshi USUKI et al.;Takeshi USUKI et al.
• 通讯作者: Takeshi USUKI et al.

Coordination Environment and Network Structure in AgI Doped As-Chalcogenide Glasses

AgI 掺杂 As 硫系玻璃中的配位环境和网络结构

• 发表时间: 2005
• 期刊: World Scientific Publishing (発表予定)
• 作者: Takeshi USUKI et al.;Takeshi USUKI et al.;Takeshi USUKI et al.
• 通讯作者: Takeshi USUKI et al.

Takeshi USUKI et al.: "Coordination Environment and Network Structure in AgI Doped As-Chalcogenide Glasses"World Scientific Publishing. (in press). (2004)

Takeshi USUKI 等人：“AgI 掺杂砷化物玻璃中的配位环境和网络结构”世界科学出版社。

Structure of fast ion conducting AgI–As2Se3 glasses

快离子导电 AgI-As2Se3 玻璃的结构

• DOI: 10.1016/j.jnoncrysol.2007.05.036
• 发表时间: 2007
• 作者: T. Usuki;K. Nakajima;T. Furukawa;M. Sakurai;S. Kohara;T. Nasu;Y. Amo;Y. Kameda
• 通讯作者: Y. Kameda