ルテニウムパイロクロアの金属絶縁体転移機構、理想界面による電極反応機構の解明

利用理想界面阐明钌烧绿石的金属-绝缘体转变机理和电极反应机理

• 批准号: 08J04684
• 负责人: 森 大輔
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Mie University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J04684/
• 关键词: パイロクロア; SOFC

金属絶縁体転移およびそれに伴う構造相転移の詳細を検討するために、これまでに育成した酸素欠損のないTl_2Ru_2O_7パイロクロア単結晶を用いてX線回折測定を行った。測定はSPring-8のBL02B1に設置された低温真空カメラを用い、15-290Kの温度範囲で行った。290KでのX線構造解析の結果、立方晶、空間群Fd-3mでa=10.1570(10)Å,Z=8,R_<int>=6.59%,R=2.82%であった。100K以下では200K,290Kでは観測されなかった空間群Fd-3mの禁制反射が観測され、構造相転移の存在が確認された。格子体積は温度が下がるにつれて収縮し、転移に伴い膨張した。しかしながら構造モデルの導出には至っていない。現在、粉末試料による低温電子線回折およびTEM観察を京都大学化学研究所の東正樹准教授、大阪府立大学大学院工学研究科の森茂生教授と共同研究にて行っている。今後、これらの結果を基に金属絶縁体転移に伴う構造相転移の詳細について慎重な検討が必要である。電気伝導性と良好な酸素イオン導電性を持ち、SOFC電極材料として期待されているPb_2Ru_2O_<6.5>,Bi_2Ru_2O_7パイロクロアを基本とした固溶体の合成を試みた。原料としてBi_2O_3,PbO,RuO_2を用いた。所定の量を秤量、混合し、ペレット整形し、環状炉もしくはマッフル炉で、空気中もしくは酸素気流中、900-1100℃、24-120時間で合成を行った。得られた試料の同定には粉末X線回折測定を用いた。粉末X線回折測定の結果、x=0-2.0の全域でBi_<2-x>Pb_xRu_2O_<7-d>の合成に成功した。ビスマスが多くなるにつれて、合成には高い温度が必要となった。x=0.8-1.2の領域ではBi_<2-x>Pb_xRu_2O_<7-δ>の単相が得られた。

为了研究金属-绝缘体转变和伴随的结构相变的细节，我们使用先前生长的无氧空位的Tl_2Ru_2O_7烧绿石单晶进行了X射线衍射测量。测量是使用安装在 SPring-8 BL02B1 的低温真空相机在 15-290K 的温度范围内进行的。 290K的X射线结构分析结果为立方体，空间群Fd-3m，a=10.1570(10)Å，Z=8，R_<int>=6.59%，R=2.82%。在低于100K时，在空间群Fd-3m中观察到了在200K和290K时未观察到的禁反射，证实了结构相变的存在。晶格体积随着温度降低而收缩，并随着转变而膨胀。然而，结构模型尚未导出。目前，我们正在与京都大学化学研究所东正树副教授、大阪府立大学大学院工学研究科教授森茂夫教授共同进行低温电子衍射和使用粉末样品的TEM观察的研究。未来有必要根据这些结果仔细研究与金属-绝缘体转变相关的结构相变的细节。我们尝试合成基于Pb_2Ru_2O_<6.5>和Bi_2Ru_2O_7烧绿石的固溶体，它们具有良好的导电性和氧离子传导性，有望用作SOFC电极材料。以Bi_2O_3、PbO、RuO_2为原料。将预定量称重、混合、成型为粒料，并在环形炉或马弗炉中在900-1100℃下在空气或氧气流中合成24-120小时。使用粉末X射线衍射测量来鉴定所获得的样品。通过粉末X射线衍射测量，我们成功合成了x=0-2.0范围内的Bi_<2-x>Pb_xRu_2O_<7-d>。随着铋变得更加丰富，合成需要更高的温度。在x＝0.8～1.2的范围内，得到Bi_2-xPb_xRu_2O_<7-δ>单相。

项目成果

Synthesis, Structure and Electrochemical Properties of Epitaxial La_<0.8>Sr_<0.2>MnO_3 Films

外延La_<0.8>Sr_<0.2>MnO_3薄膜的合成、结构及电化学性能

• 发表时间: 2008
• 作者: Daisuke MORI