【公開日：2025.06.16】【最終更新日：2025.04.17】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22UT0423
利用課題名 / Title
高温における柔粘性イオン結晶の相同定
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学 / Tokyo Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
蓄電関連材料,X線回折/X-ray diffraction
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
周 泓遥
所属名 / Affiliation
東京大学 大学院理学系研究科化学専攻
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
府川和弘,飯盛桂子
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
柔粘性イオン結晶とは結晶中の分子は秩序正しく配列しているが，個々の分子は自由回転をしており，分子の異方性は完全に失われている材料を指す。柔粘性イオン結晶にリチウムやナトリウムカチオンをドープするとイオン伝導度が著しく向上することが知られており，電池に使われる固体電解質としても注目されている。本研究では，テトラシアノボレートをアニオンに持つ柔粘性イオン結晶を６種類新たに合成し，ARIMが所有する温度可変X線回折装置を利用することで，相転移前後において結晶構造がどのように変化するか評価した。
実験 / Experimental
リガク社製Smart Lab（3 kW）粉末X線回折装置と温調ステージを用いることで，40~220°Cの範囲におけるX線回折パターンを記録した。測定角度範囲5~60°，ステップ幅0.01°，角度スキャン速度5°/minの条件で測定を行った。昇温速度は10 K/minとし，温度を５分以上保持してから測定を開始した。サンプルホルダーには無反射Si板を使用し，ホルダー自身の熱膨張の影響を取り除くために，各温度にて測定直前にZ-スキャンを行い，X線の入射高さを調整した。
結果と考察 / Results and Discussion
合成した６種類すべての試料について，柔粘性結晶相においてはNaCl型（空間群Fm-3m）の結晶構造を示すことが明らかとなった。柔粘性結晶相への転移点以下においてはNaCl型とは全く異なる複雑な回折像が得られた。ただし，結晶構造の解明には至っておらず
，解明には単結晶X線構造解析が必要になると推察される。また，テトラエチルアンモニウムを対カチオンに持つ試料は，約120 °C前後で小さな吸熱ピークが示差走査型熱量計（DSC）から観察されていたが，これまではこのピーク温度前後にて構造変化が起こっているのか明らかではなかった。本研究にて100 °Cおよび140°Cにおける回折像を比較すると，100 °Cにおいては見られなかった回折ピークが140°Cにおいて現れたことから，構造変化が生じていることが明らかとなった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：1件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件