ミスフィット層状酸化物材料の探索とテーラリング

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本研究では、ミスフィット層状コバルト酸化物を超高圧法・ソフトケミストリーなど様々な合成手法や後熱処理手法によりテーラリングし、その物性の多様性を調べること目的とした。また、新たなミスフィット酸化物を探索・合成し、有用な新規物性、すなわち新機能の開拓をめざした。本年度の主な研究成果を以下に列挙する。・層状コバルト酸化物A_xCoO_2(A=Na,Li;x=0.78,0.47,0.36,0.12[Na],x=1,0.49,0[Li])のCo原子価状態をX線吸収端微細構造(XANES)分光法により調べた。その結果、全ての組成においてCoは低スピン状態を持ち、x=0.4-0.5の閾値以下の組成で酸素欠損が生じることが明らかになった(現在、成果をまとめ学術論文を準備中)。・ミスフィット層状コバルト酸化物の特異な化学結合状態を調べる目的で、ラマン分光法の実験セットアップを進めている。試料は、Mn置換を施した[Ca_2Co_<1-x>Mn_xO_<3-ε>]_<0.62>CoO_2などであり、Mn置換量を系統的に変化させた試料を作製した。・層状コバルト酸化物YBaCo_4O_<7+δ>におけるin situ高温X線回折測定を行った。本物質は200〜400℃の温度範囲で特異な酸素吸収・放出特性を示し、その過程に伴う結晶構造の変化に興味が持たれる。実験の結果、酸素吸収・放出に伴う構造の顕著な変化が確認された。現在、構造変化の詳細を調べるため、in situ高温中性子回折測定の実験準備を行っている。