結晶中での局所イオン移動を利用した新規機能開発

利用晶体中的局部离子运动开发新功能

• 批准号: 14J05886
• 负责人: 加藤 智佐都
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J05886/
• 关键词: 誘電特性; ポリオキソメタレート; プレイスラー型; 誘電物性; 磁気挙動; ドーソン型

本研究では、分子内に２つのイオン安定サイトを有するリング状のポリオキソメタレート分子（以降POMと記載）を用い、分子内の安定サイト間イオン移動を利用した新規物性の創出を目指す。これは電池やキャパシタへの応用を目的とした従来のリチウムイオンやプロトン等の軽元素イオン伝導体開発とは大きく異なり、多彩な機能発現が期待できる。申請者は結晶内の移動に寄与するイオンとして多価・磁性イオンなどの重元素イオンを選択し、磁場や電場を用いたイオン移動制御とそれに伴う特異な磁気、電気物性の発現を狙う。本研究の達成により、これまで注目されていなかった結晶空間内の「局所イオン移動」現象に伴う新たな物性創出やデバイス作製が可能になると考える。本年度は、テルビウムイオンを内包したプレイスラー型POMについて、局所イオン移動に伴う電気物性をより詳細に調査した。具体的には、分極の電場依存測定（P-E測定）や分極の温度依存測定（P-T測定）を行い評価した。P-E測定を200～330Kの温度領域で行ったところ、室温付近の温度でヒステリシスループを観測することに成功した。自発分極の値は290Kで極大となり、温度の低下と共に小さくなる様子も観測された。さらに0.55kV/cmの外部電場を印加しながら冷却した後昇温させながら焦電流測定を行ったところ、昇温速度に依存した焦電流ピークが観測された。得られた値を積分し、分極の温度依存性を見積もると、0.5K/minの掃引速度では280K付近で自発分極が消滅すること示唆された。一般的な強誘電体の自発分極は転移温度で必ず消失し、掃引温度による変化は観測されない。しかし、本系では掃引速度によって掃引速度によって分極の消失温度が変化したことから誘電ヒステリシスや焦電流は分極の緩和に由来していることが示唆される。

This study is aimed at the development of new physical properties for the use of intramolecular stable molecules (described as POM). The purpose of the battery is to provide a variety of color and color functions. The applicant shall select, control and control the movement of heavy elements in the crystal, magnetic field and electric field, and shall detect the occurrence of special magnetic and electric properties. In this study, we have found that the phenomenon of "local shift" in crystal space is accompanied by the possibility of creating new physical properties. This year, we will conduct detailed investigation on the electrical properties of POM, including its internal components. Specific evaluation of the electric field dependence of the polarization (P-E measurement) and the temperature dependence of the polarization (P-T measurement) P-E measurement was successful in the temperature range of 200~330K. Since the separation of the pole value from 290K to a maximum, the temperature of the drop from a total of small to small, the measurement is carried out. The external electric field of 0.55 kV/cm depends on the temperature rise and temperature rise. The temperature dependence of the polarization and the integral of the polarization and the sweep speed of 0.5K/min are 280K and 280K respectively. The temperature of self-induced polarization shift of general strong inducers will disappear, and the temperature of sweep will change. In this system, the sweep velocity and the disappearance temperature of the polarization are changed, and the polarization current is changed.

项目成果

Evaluation of a structural ion fluctuation in Preyssler-type polyoxometalate salt

Preyssler型多金属氧酸盐中结构离子波动的评价

• 发表时间: 2015
• 作者: Chisato Kato;Sadafumi Nishihara;Kseniya Maryunina;Ryo Tsunashima;Yoko Tatewaki;and Katsuya Inoue
• 通讯作者: and Katsuya Inoue

α-Dawson型ポリオキソメタレートの選択的合成法の確立

α-Dawson型多金属氧酸盐选择性合成方法的建立

• 发表时间: 2015
• 作者: Chisato Kato;Sadafumi Nishihara;Kseniya Maryunina;Ryo Tsunashima;Yoko Tatewaki;and Katsuya Inoue;加藤智佐都;加藤智佐都，西原禎文，Maryunina Kseniya，綱島亮，帯刀陽子，井上克也
• 通讯作者: 加藤智佐都，西原禎文，Maryunina Kseniya，綱島亮，帯刀陽子，井上克也

Synthesis, Characterisation, and Structure of a Reduced Preyssler-Type Polyoxometalate

还原性 Preyssler 型多金属氧酸盐的合成、表征和结构

• 发表时间: 2017
• 期刊: Chem. Lett.
• 作者: C. Kato;K. Maryunina;K. Inoue;S. Yamaguchi;H. Miyaoka;A. Hayashi;M. Sadakane;R. Tsunashima;and S. Nishihara
• 通讯作者: and S. Nishihara

Synthesis of ε-Keggin-Type Cobaltomolybdate-Based 3D Framework Material and Characterization Using Atomic-Scale HAADF-STEM and XANES.

• DOI: 10.1021/acs.inorgchem.6b02748
• 发表时间: 2017-02
• 期刊: Inorganic chemistry
• 影响因子: 4.6
• 作者: Takumi Igarashi;Zhenxin Zhang;Terufumi Haioka;N. Iseki;N. Hiyoshi;N. Sakaguchi;C. Kato;S. Nishihara;K. Inoue;A. Yamamoto;H. Yoshida;Nao Tsunoji;W. Ueda;T. Sano;M. Sadakane

"Dielectric Properties of Polyoxometalate with Ion Fluctuation"

“具有离子波动的多金属氧酸盐的介电性能”

• 发表时间: 2015
• 作者: Chisato Kato;Sadafumi Nishihara;Kseniya Maryunina;Ryo Tsunashima;Yoko Tatewaki;Katsuya Inoue
• 通讯作者: Katsuya Inoue