課題番号(Number of project) ：S-16-TU-0002
利用形態(Type of useｒ support) ：技術代行
利用課題名（日本語） ：高磁場を利用したイオン伝導性酸化物の固体高分解能NMR測定
Program Title (English) ：High-field and high resolution NMR measurement of ion conducting oxides
利用者名（日本語） ：及川　格
Username (English) ：I. Oikawa
所属名（日本語） ：東北大学大学院工学研究科
Affiliation (English) ：Graduate School of Engineering, Tohoku University
検索キーワード ：固体NMR、四極子核、プロトン伝導体、ペロブスカイト型酸化物

１．概要（Summary）
ペロブスカイト型プロトン伝導体では、結晶系が立方晶から斜方晶になるとプロトン固溶量が大きく減少することが知られている。これまでの研究により置換元素周囲の局所構造がプロトン固溶量に影響することが示唆されている[1]。組成によるイオン周囲の局所構造変化を観測するため、東北大学巨大分子解析研究センターの設備を用いて、高磁場核磁気共鳴(nuclear magnetic resonance, NMR)測定を行った。ペロブスカイト型プロトン伝導体Sc置換BaZrO3のBaサイトの一部をCaで置換した試料を作製し、Ca添加がSc周囲の局所構造に及ぼす変化を観測した。
２．実験（Experimental）
【利用した主な装置】
核磁気共鳴装置(JEOL RESONANCE社製JNM-ECA800 FT-NMR、東北大学巨大分子解析研究センター)
【実験方法】
試料は固相反応法により作製され、Sc周囲の局所構造はSc-45マジック角回転NMR法による行われた。Sc-45 NMR測定には、3.2 mm MQMASプローブが用いられ、化学シフト標準として1M Sc(NO3)3水溶液を0ppmとした。
３．結果と考察（Results and Discussion）
Fig. 1にCa添加試料のSc-45マジック角回転NMRスペクトルを示す。NMRスペクトルには6配位Scと酸素空孔が形成された5配位Scによるピークが観測された。Ca量が増加するにつれて150ppm付近に幅広なピークが観測され、Sc置換CaZrO3で観測された5配位Scによるピークと帰属された。Ca添加によって立方晶ペロブスカイト型構造中の5配位Scの局所構造が変化し、Aサイトのカチオンが酸素空孔を含む局所構造に影響を及ぼすことが明らかになった。
４．その他・特記事項（Others）
・参考文献
[1] I. Oikawa et al., Solid State Ionics 213 (2012) 14-17.
５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
(1) I. Oikawa and H. Takamura, 18th International Conference on Solid State Protonic Conductors, Sep. 20, 2016.
(2) I. Oikawa and H. Takamura, 日本金属学会2017年春期講演大会, 平成29年3月17日.
６．関連特許（Patent）
なし