課題番号 ：S-15-NI-49
利用形態 ：共同研究
利用課題名（日本語） ：メスバウアー分光によるSn2M2O7 (M=Nb, Ta)におけるSnの価数評価
Program Title (English) ：Valency of Sn in Sn2M2O7 (M=Nb, Ta) by Mössbauer spectroscopy
利用者名（日本語） ：菊地直人, 川中浩史,　相浦義弘
Username (English) ：N. Kikuchi, H. Kawanaka, Y. Aiura
所属名（日本語） ：国立研究開発法人産業技術総合研究所　電子光技術研究部門
Affiliation (English) ：Electronics and Photonics Research Institute, National Institute of Advanced
Industrial Science and Technology (AIST)

１．概要（Summary ）
　パイロクロア構造のSn系酸化物Sn2M2O7 (M=Nb, Ta)の電気特性は、試料作製条件により大きく変化する。このSn系酸化物は、形式的に2価として存在するスズの一部が4価となり、イオン半径の近い5価のNb, Taサイトに置換することが報告されている[1]。本研究の目的は、メスバウアー分光によりこのSn系酸化物の4価のSｎの置換量の定量評価を行い、電気特性の異なるSn系酸化物において、4価のSnの置換量との関連性を明らかにすることにある。

２．実験（Experimental）
パイロクロア構造のSn系酸化物Sn2M2O7 (M=Nb, Ta)は、焼結法による多結晶、および浮融帯溶融法(FZ法)による単結晶を用いた。多結晶の電気特性は、焼結条件（温度、雰囲気）により大きく異なる。メスバウアー分光は、通常の透過法にて78Kおよび室温（RT）で測定を行った。

３．結果と考察（Results and Discussion）
　メスバウアー分光により、我々が作製した全てのパイロクロア構造のSn系酸化物Sn2M2O7 (M=Nb, Ta)において、4価のSnが存在することが示された（図1）。概要で述べたように、この4価のSnはNbまたはTaサイトへ置換して存在すると考えられる。本研究により、この置換量は焼結条件により大きく変化することが示された。例えば、多結晶Sn2Ta2O7 (Sn2Ta2O7 #1 Polycrystal, Sn2Ta2O7 #2 Polycrystal)のメスバウアースペクトルは、同じSn系酸化物においても焼結条件の変えることにより4価のSnの置換量が大きく異なることを示している。これらの2つの多結晶Sn2Ta2O7の電気特性は、大きく変化する。
単結晶Sn2Nb2O7 (Sn2Nb2O7 #1 Single crystal, Sn2Nb2O7 #2 Single)はSn量（Sn欠損量）の異なる試料で、電気的・光学的振る舞いは類似している。今回のメスバウアースペクトルから置換量が同程度であることから、この系の電気特性はSn量に敏感でないこと推察される。
本研究は、パイロクロア構造のSn系酸化物の電気特性を理解するためには、4価のSnの置換の役割を理解することが重要であることを示唆している。

４．その他・特記事項（Others）
参考文献
[1] 例えば、D. J. Stewart, O. Knop, R. E. Meads, W. G. Parker, Can. J. Chem. 51, 1041 (1973).

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
なし

６．関連特許（Patent）
なし