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Research Results 研究成果

イオン伝导と强诱电の??流!

?イオン输送を?いた极性机能の新提案? 2024.01.18
研究成果Physics & Chemistry

ポイント

  • ?般的に强诱电体は絶縁体であり、电场に応答してイオンが流れる伝导体では强诱电性を?しえないと考えられていた。
  • 空间反転対称性の破れた结晶构造をもつプロトン伝导体を合成し、プロトン伝导の整流性(??向に流れやすく、逆?向に流れにくい性质)に基づく强诱电的性质を?すことを発?した。
  • 従来の强诱电体の约1000倍の15尘颁/肠尘?を达成した。

概要

 电场で分极方向をスイッチすることのできる强诱电体は种々のセンサーやメモリなどに用いられる実用材料であり、分极値の向上は机能性向上のための根干をなす重要なテーマです。そのため无机から有机物质まで幅広く物质探索が行われてきましたが、そのすべては絶縁体でした。これは、电场に応答してイオンや电子が流れる伝导体では、分极を反転させることができず强诱电特性が発现しないと考えられていたためです。
 今回、九州大学大学院理学研究院の博士課程の柳澤純一氏(2023年学位取得)、Benjamin Le Ouay助教、大谷亮准教授、大場正昭教授らは、東北大学大学院理学研究科の青山拓也助教、東京工業大学理学院の藤井孝太郎助教?八島正和教授、学習院大学大学院自然科学研究科の稲熊宜之教授、ファインセラミックスセンターの桑原彰秀博士?設楽一希博士、熊本大学大学院先端科学研究部の速水真也教授と共同で、空間反転対称性の破れた新規シアノ金属錯体 K?MnN(CN)?×H?O を開発し、室温で 1.3×10?? S/cm 程度のプロトン伝導体であると同時に 15 mC/cm?の巨大な分極値をもつ強誘電体であることを発見しました。この「強誘電イオン伝導体」の機能は空間反転対称性の破れとプロトン伝導が強く相関したプロトン整流特性に基づいており、伝導したプロトンが骨格の分極値を大幅に増幅していることを明らかにしました。
 本研究成果は、2024年1月2日(火)に アメリカ化学会 (ACS) の国際学術誌「Journal of the American Chemical Society」にオンライン掲載されました。

(参考図) 新たに合成した「強誘電イオン伝導体」の構造と分極反転メカニズム。および、強誘電ヒステリシス。

研究者からひとこと

 空间反転対称性が破れるときは、必ず何かが起こります。今回の研究は、イオン伝导体で空间反転対称性が破れた结晶构造が得られたことが始まりでした。现在、极性イオン伝导体の强相関机能を深めるための合成开発をさらに进めています。

论文情报

掲載誌:Journal of the American Chemical Society
タイトル:
(强诱电结晶内でのプロトン伝导による巨?分极现象)
著者名:柳澤純????拓也?藤井孝太郎??島正和?稲熊宜之?桑原彰秀?設楽?希?Benjamin Le
翱耻补测?速?真也??场正昭???亮
D O I :10.1021/jacs.3c10841

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