【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.29】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23UT0373
利用課題名 / Title
YSZ粒界の構造解析’
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）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials
キーワード / Keywords
全固体電池/ All-solid battery
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)
遠山 慧子
所属名 / Affiliation
東京大学 大学院工学系研究科
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
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
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)
イットリア安定化キュービックジルコニア（cubic Yttria Stabilized Zirconia: YSZ）は固体酸化物燃料電池の固体電解質として応用されている．通常は多結晶体として用いられる酸素イオン伝導体である．一方，多結晶体中に無数に存在する粒界においては，単結晶バルクと比較して酸素イオン伝導度が顕著に低下することが知られている．よって固体酸化物燃料電池の特性向上のためには，YSZ粒界での酸素イオン伝導度低下の起源解明が求められていると言える．粒界では得意な原子構造および粒界偏析による組成変化が存在することが知られており，それらをSTEM-HAADF, STEM-ABF原子分解能イメージングおよびSTEM-EDS組成マッピングにより調査することを目的とする．
実験 / Experimental
High-angle annular dark field（HAADF）STEMにより，ジルコニウムおよびイットリウムサイトを原子分解能で可視化した．また，annular bright field （ABF）STEMにより，酸素サイトを特定し，粒界の原子構造解析を行った．さらに，energy-dispersive-spectroscopy（EDS）を用いた特性X線の分光により，イットリウムおよび微量不純物の粒界濃度解析，偏析サイトの解析を行った．
結果と考察 / Results and Discussion
STEM-HAADF，STEM-ABF観察により，種々の対称粒界における原子構造解析に成功した．さらに，STEM-EDSにより粒界にイットリウムなどが偏析していることが判明した．イットリウム偏析濃度および偏析サイトは異なる粒界面，方位関係ごとにばらつきがあり，粒界構造と粒界偏析の関係が示唆される結果となった．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
イットリア安定化ジルコニア（yttria stabilized zirconia: YSZ）の原子分解能STEM-ADF像．
イットリア安定化ジルコニア（yttria stabilized zirconia: YSZ）の原子分解能STEM-ABF像
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：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件