ポリビニルピロリドン（PVP）を含有するアルコキシド溶液をコーティング液としてチタン酸ジルコン酸鉛（PZT）薄膜を作製した。加熱したセラミック板上にゲル膜をコーティングした基板を置くことにより、結晶配向が現れることを見出した。また、結晶化のための本焼成に先立つ仮焼温度を変えることにより配向性が変化することを見出した。

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チタンアルコキシドに水溶液を直接加えて加水分解反応を行う事でBaTiO₃粒子の合成を行った。チタンイソプロポキシドに蒸留水を加え７５℃にて１時間加熱処理して加水分解した後、Ba(OH)₂をBa/Ti=1から4（モル比）となるように加え更に24時間加熱した。この操作によってTi/Ba＝2以上ではBaTiO₃の単一相が得られた。FE-SEMによる観察からBa/Tiが2から4へ増加すると平均粒径が60nmから100nmへ増加した。また、BaTiO₃粒子の生成過程を溶液中のBa²⁺濃度の経時変化と生成粒子の比表面積変化により検討した。

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高濃度ゾルゲル法により合成したチタン酸バリウムナノ粒子の表面状態をXPS,FT-IRによって評価した。ナノ粒子表面には2-メトキシエタノールが吸着しており，固相法で合成したチタン酸バリウムにおいて報告される炭酸塩は存在しなかった。また、ナノ粒子表面においてBa濃度の低下は見られず、表面から内部にかけて均一な組成となっていた。

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超音波の周波数を変化させてチタン酸バリウムナノ粒子の解砕を行い、周波数が解砕に与える影響について検討を行った。周波数50kHz以下では、周波数と共に解砕速度は速くなる傾向があった。解砕の効果を反応容器内に伝わった超音波強度によって規格化を行うと、50kHz以下では周波数に対して概ね線形の関係があり、周波数に伴って解砕速度が向上することが分かった。周波数100kHzでは前記関係からはずれて解砕の効果が低い結果となっており、これ以上の周波数は解砕に適さないと考えられる。また、50kHz以下と100kHzでは解砕の過程が異なっていることが予想される。

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ポリカルボシランなどの高分子を前駆体として、炭化ケイ素を合成できることが知られている。本研究では、炭化ケイ素の微粉末を合成することを目的として、有機溶媒溶液中における析出現象による、ポリカルボシラン微粒子の作製を試みた。ポリカルボシランをノルマルヘキサンに溶解し、この溶液を撹拌したエタノールに少しずつ混合することによって、微細なポリカルボシラン粒子が析出した。これは、エタノール中に分散したポリカルボシラン溶液の液滴中における溶解度がエタノールの浸入により急激に低下し、過飽和状態となって析出したと考えられる。この析出物を乾燥し、不融化処理と焼成処理を施すことにより、炭化ケイ素粉末が得られた。

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コロイド粒子に反対の電荷を有する高分子電解質を交互吸着させてコア–シェル粒子を調製することが可能である。この手法には高分子電解質のみならず、その他の多電荷を有する物質が適用可能であるが、それらの中には金属酸化物の一種であるヘテロポリ酸も挙げられる。ヘテロポリ酸は、その構造などの多様性だけでなく、強い酸強度および酸化力を有しており、種々の触媒やプロトン伝導体への応用などで注目されている材料である。そこで本研究では、コロイド粒子表面に交互積層法によって、高分子電解質とヘテロポリ酸を多層に積層したハイブリッドコア–シェル粒子とその集積体を作製し、その特性評価を行った。

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NiCl2に沈澱剤としてNa2CO3を滴下することにより塩基性炭酸ニッケルを作製した。沈澱生成の際に懸濁液にマイクロ波（2.45GHz）を照射することにより、沈澱生成反応の反応率が増大し、また得られる沈澱物は従来の手法で作製したものよりも微細な粒径を有することが分かった。これを大気中で熱分解させNiO微粒子を合成した。この熱分解反応は従来の手法よりも低温で進行した。X線回折試験及びSEM観察から、得られたNiO粒子の平均粒径は＜100nmであることが分かった。

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テンプレートとして酵母を利用し、アルコキシドを予めトリエタノールアミンにより修飾した溶液を酵母が分散した水溶液中に加えることにより、酵母表面にジルコニウム化合物またはチタニウム化合物を被覆した。その被覆処理粒子を焼成することにより、酵母粒子を焼失し、ジルコニア中空粒子またはチタニア中空粒子を作製した。そのコーティングメカニズム及び焼成条件を検討するとともに、中空壁の厚さを変えることが可能であるか検討した。

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金属ーキレート分解反応を利用した液相法によってCuGeO₃、YBa₂Cu₃O_z(Y-123)などの単分散ナノ粒子を作製した。本発表では、その作製方法を紹介し、TEMやXRD測定に基づく粒子のキャラクタリゼーションの結果につても報告する。

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CeO2ナノ粒子は触媒、紫外線遮蔽剤、高度研磨剤等の多岐にわたる応用に期待されている。近年、CeO2ナノ粒子のサイズ効果についての研究が盛んに行われ、粒子サイズによりその物性が大きく変化することが明らかになってきた。したがってナノオーダーでの粒径制御が必要とされているが、現在まで報告されている合成方法ではサブミクロンオーダーでの粒径制御は可能であってもナノサイズで粒径を制御することは困難であった。本研究では無毒な水/エチレングリコール混合溶液を用いた200℃の水熱法により2.5nm_から_3.5nmにサイズ制御されたCeO2ナノ粒子の合成に成功した。

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Ink-jet and spray technology have been successfully used to fabricate ceria and titania film/pattern on glass substrate at 2750C to 400oC. Precursor solution was ink-jetted or sprayed towards heated substrate. When droplets of the precursor solution hit the substrate, precursor started to decompose and nucleation & growth of the film occurred. X-ray diffraction (XRD) revealed the formed phases are crystallized and consisted of 10~20 nm size crystallites. Minimum width of the patterns that could be prepared by ink-jet deposition was 120 mm and thickness was about 420nm. Adhesion property of fabricated films to the substrate was also good.

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High-temperature phase transition of lanthanum aluminum titanate La_0.68(Ti_0.95,Al_0.05)O₃ has been studied using neutron powder diffraction and Rietveld method. The material is orthorhombic with space group Cmmm between 25 and 286C, while it is tetragonal with space group P4/mmm between 388 and 592C. The anti-phase tilt angle along b axis of the oxygen octahedron around Ti and Al atoms was found to induce the tetragonal-to-orthorhombic phase transition. The axial _b/a ratio decreases with an increase of temperature and becomes unity at the transition temperature between 286 and 388C.

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セリア_-_ジルコニア固溶体（CeZrO4）は、酸素の吸蔵および放出能が大きいために、自動車排ガス浄化触媒の助触媒材として用いられており、排気ガス処理効率を増大させることが明らかにされている。しかしながら、この固溶体の結晶構造の温度依存性に関する正確な構造解析は行われていない。そこで本研究では、セリア_-_ジルコニア固溶体の高温中性子回折測定を行い、リートベルト解析を行うことにより、結晶構造を研究することを目的とした。つまり、粉末中性子回折装置（ＨＥＲＭＥＳ）を用い室温から１５５０℃の温度範囲において空気中で測定を行い、プログラムＲＩＥＴＡＮ_-_２０００を用いてリートベルト解析を行い、結晶構造の精密化を行った。

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高温中性子粉末回折データを用いて、酸化物イオン伝導体であるジルコニア-スカンジア固溶体の結晶構造変化をリートベルト法、MEM法及びMPF法を組み合わせた技法で解析した。得られた核密度分布を用いて酸化物イオンの分布及び拡散経路を調べた。

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SrAl2O4、BaAl2O4、および彼らの固溶体の結晶構造をAlO4四面体のリンケージパターンから議論した。SrAl2O4を高温から冷却すると六方晶系から単斜晶系への相転移を950Kで起こす。 P63からサブグループP21までの空間群変化によって，元の3回回転軸が消滅する．SrAl2O4構造では、四面体リングのすべてが結晶学的に等価であるが，BaAl2O4には2つのタイプの四面体がある; 三方に歪んだリングと非対称的なものである．リングの総数の25%が前者で，75％が後者に相当する．Ba0.6Sr0.4Al2O4(空間群P6322)の不規則構造をRietveld法方法と最大のエントロピー方法で解析した．電子密度分布はSprit-atom modelによってうまく表現することができた．

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シリカがアンモニアガスにより窒化される挙動を放射光X線回折により解析した。得られた全相関関数の解析により、窒化ケイ素の核発生が起こる前に窒素原子はシリカのネットワークに取り込まれ、非晶質3員環ネットワークを形成することを明らかにした。

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α型リン酸三カルシウムは重要なバイオセラミックとして知られている。しかしその結晶構造は複雑である。そこで本研究の目的として、世界一の高分解能を持つ放射光粉末回折計であるSPring-8のBL-15XUの粉末回折装置によってその結晶構造を明らかにすることを目的とした。またその構造解析にはプログラムRIETAN-2000を用いてリートベルト解析を行った。解析結果よりα型リン酸三カルシウムの格子定数、原子位置を求めることに成功した。

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ナノ粒子の結晶構造と電子密度分布を調べることは興味深い．酸化ジルコニウムナノ粒子のサイズが減少すると，Zrの価数が4価から最大2価まで減少することがXPSにより示された(Tsunekawaら, Appl. Surf. Sci., 252 (2005) 1651-1656)．これは酸素欠損の存在を強く示唆する．本研究では，単斜相と正方相が共存する酸化ジルコニウムナノ粒子の放射光粉末回折測定を行い，各相の酸素欠損量および正方相の電子密度分布を解析したので報告する．なお，本研究成果は，Yashima & Tsunekawa, Acta Cryst., B61 (2006) 161-164.に出版された．

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BaLaMnO₄はI4/mmmの空間群を持つマンガン酸化物であることが報告されてきた。今回、FZ法により合成しI4/mmm構造を有する単結晶を773Kで還元雰囲気中168時間熱処理することにより、新たな相の出現をX線回折および電子回折により確認した。電子回折法による消滅則から可能性のある空間群としてCccmが考えられた。さらに、この相を高温TEMにより相転移のその場観察をした結果、623 K付近で超格子反射の強度は弱くなり、833K以上でI4/mmmの構造への相転移が観察された。この相転移は、酸素八面体(MnO₆)の傾斜により制御された逐次相転移であると考えられる。

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生体材料などの分野で応用されている水酸アパタイトの物理的、化学的性質は、その結晶構造、特にOH_-_イオンと密接に関連している。最近、我々の研究グループではOH_-_イオンに比較的敏感なラマン散乱法により研究を行い、水酸アパタイト中のOH_-_イオンの欠陥に関する有用な知見を得ている。更にはラマン散乱法よりも局所的な構造に敏感な固体プロトン核磁気共鳴 (1H MAS NMR) 法を用いて、熱処理によるOH_-_イオンの挙動と、水素原子周囲の欠陥構造の観察を行ってきた。本研究では、現在報告のないオキシ_-_ハイドロキシアパタイトの格子定数の欠陥濃度依存性を、粉末X線回折データによるリートベルト解析により調べたので報告する。

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サファイアのc面研磨によって内部に導入される微細な欠陥および格子ひずみを，４種の研磨条件について断面TEM観察および収束電子線回折法により観察した．その結果，ダイアモンド砥石による研削およびダイアモンド砥粒による研磨では，表面から数100nm程度の転位導入領域が認められた．これに対して，メカノケミカル研磨では転位の導入は認められなかった．しかし，全ての研磨表面近傍には約0.1_から_0.2%程度の格子ひずみが存在していることがCBED計測より明らかとなった．この格子ひずみは，研磨によって導入される転位または酸素欠陥によって形成されたものであると推察された．

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低温水熱劣化による3Y-TZPの正方晶から単斜晶への相変態によって生じる残留応力を，顕微ラマン分光法を用いて水熱処理時間ごとに追跡測定した．ジルコニアの相変態による残留応力は共焦点光学系を用いて測定し，水熱劣時間ごとの表面及び内部の残留応力の変化を非破壊で計測した．表面及び内部側そして，相変態_-_非相変態境界面付近の応力状態を実測し，相変態進行プロセスと応力状態について考察した．3Y-TZPにおけるレーザープローブの有効深さ分解能を直接的に計測し，本手法の精度及び分光学的手法を応用したジルコニア相変態挙動解析法について本発表で述べる．

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アモルファス炭素(a-C)膜を定義するためのパラメーターとして薄膜密度に注目した。本研究では、薄膜電子密度を測定すれば膜密度がほぼ推定できる点に着眼して、電子密度を計測するための手法としてX線反射率(XRR)法をa-C膜の密度決定に選択した。評価試料であるa-C膜は、マイクロ波プラズマ化学気相析出(CVD)法によりCH₄ガスを出発原料としてSi基板上に合成した。作製したa-C膜の膜密度はXRR測定結果より1.4 - 1.8 g/cm³であった。

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近年, 誘電体を用いたデバイスは, 小型化され, 使用周波数が高くなっている。このため, 微視的な分極応答の取得が出来, かつ周波数可変な測定法の開発が必要である。これまでに, マイクロ波非接触プローブを誘電体試料に近づけると, マイクロ波の位相が90度になった位置(mmオーダーの領域)で, 試料がマイクロ波を透過(一部は吸収, 試料裏面で反射)するようになり, 反射強度に最小値が現れる。この最小値の反射強度の値を用いて, 試料の誘電率の計算を実施した。今回は, Kirchhoffの回折理論を用いて, マイクロ波開口部からの電界強度や分解能, 測定確度について解析を行ったので報告する。

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Al₂O₃を数mol%添加したZnO焼結体は置換型固溶体を形成しやすく，その半導体特性は不純物元素の存在によって著しく変化する．本研究では，XRD，EPMAによりZnO焼結体中にAlがZnAl₂O₄の形で存在していることが示唆され，さらにAFM，SAMを用いてZnAl₂O₄の分布状態を観察した．しかしこれらの機器では，ZnO粒内に固溶しているAlを直接検出することは困難である．そこで微量元素の検出が可能なSIMSを用いてマッピング測定を行ったところ，ZnO粒内にAlが固溶していることが示唆された．これはAl固溶によるZnOの格子定数の変化と一致している．

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TiO₂光触媒は強い酸化還元作用があり、抗菌効果を材料に付加させることが期待できる。本実験では、TiO₂光触媒による防藻効果を確認することを目的とし、TiO₂光触媒が藻に与える影響を長期的に調べた。TiO₂薄膜は大気開放型化学気相析出(CVD)法によりSiO₂基板上に合成した。サンプルとしてTiO₂薄膜が堆積したSiO₂基板、SiO₂基板のみを入れた藻の生息している水を用意した。そして、サンプル中の藻を15日おきに定量し、90日間培養した。藻の定量はクロロフィルaを指標とした。藻の増殖は、TiO₂薄膜が堆積したSiO₂基板を入れたサンプルのほうが、SiO₂基板のみを入れたサンプルより抑えられていた。

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我々はNbドープ SrTiO₃が有望なｎ型酸化物熱電材料（ZT = 0.37 @1000K）になることをすでに報告した。本研究では、Sr²⁺とイオン半径がほぼ等しく、温度変化によりEu²⁺ ⇔ Eu³⁺の酸化還元が起こるEu²⁺置換効果を調べるため、Sr²⁺サイトをEu²⁺で置換した(Sr_1-xEu_x)TiO₃焼結体を作製し、そのキャリア濃度n_eの温度依存性を調べた結果、熱活性化型の挙動（Ea ~ 1 eV）を示し、室温近傍ではn_e ~ 10¹⁶ cm^-3であったが、1000Kでは10²¹ cm^-3に達した。Euイオンは“carrier generator”としてのみ機能し、キャリア電子及び熱輸送特性には影響を及ぼさず、熱電変換性能指数は~1000KでZT~0.15となり、SrTiO3:Nb3%(キャリア濃度, n = 5.0x1020cm-3) を少し超える程度の性能であった。

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SrFeO_3-dの熱電特性におけるCa置換効果について検討した結果、Ca置換量が0.2~0.4付近で本系の中で最も高い熱電特性を示すことを見出した。本講演では、SrFeO_3-dへのCa置換および他の元素置換が熱電特性に及ぼす効果について報告する。

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標記組成系ではFeの置換によりキャリア濃度が増加し、電気伝導性が向上する。また、室温でのx = 0.1試料Ba(Bi_1-xFe_x)O₃の出力因子はx = 0試料(BaBiO₃)のそれの4倍になる。そこで、本研究では室温以上での熱電特性の温度変化ならびにその置換量依存性について調べた。x = 0試料およびx = 0.1試料について、いずれも温度の上昇に伴いSeebeck係数は減少する傾向が見出された。また、室温以上でもFe置換によるSeebeck係数の減少が見られた。さらに、出力因子はいずれの試料も温度の上昇とともに増大し、x = 0.1については700 Kで最大となることが分かった。

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CaRuO3 were investigated in thermoelectric properties by powder processing. Bulk specimen of CaRuO3 was synthesized by CaCO3 and RuO2 as starting materials and dense specimen was prepared by Spark plasma sintering (SPS) in vacuum atmosphere. The effect and composition on the crystal phase and lattice parameter were investigated. The electrical conductivity is about 104-106 W-1m-1, Seebeck coefficient is 20-40 mVK-1 and thermal conductivity is 4-7 W/m/K which they have been evaluated from room temperature to 1023 K. These obtained variety different values have been observed by physical properties, such as crystal structure and lattice parameter were studied by powder X-ray diffraction, microstructure were observed by SEM.

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AgSbO₃にCuOを2.5mass%添加したAgSbO₃焼結体の熱電性能指数は、800℃で7.24×１０^-4Wm^-1K^-2である。本研究ではCuOに加え、ZnOを添加する事で、AgSbO₃焼結体の熱電性能に対するAgアイランドの影響を探る事を目的とする。Ag₂OとSb₂O₃をAg：Sbのmol比が１：１になるように秤量した後、湿式混合を1 h行い、得られた混合粉末を900℃で2 hか焼した。得られたAgSbO₃のか焼粉末に、CuOをAgに対し8mol%添加し、ZnOも0から6mol%添加した後、CIP成形をした。得られた成形体を大気中1000℃で焼結し、電気伝導度とゼーベック係数を測定した。ZnOを添加する事で、試料の電気伝導度は全温度域で僅かに低下し、ゼーベック係数の絶対値は減少した。

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固相反応法で合成したAgSbO₃か焼粉末に、CuOを2.5mass%添加して作製した焼結体が高い熱電特性を示すことが知られている。錯体法で合成することにより、さらに性能向上が期待できる。酒石酸水溶液に、Sb/Ag=1.3/1となるように酸化アンチモンと硝酸銀を加え、混合溶液を得た。この溶液を、油浴により75℃で6h加熱して水分を蒸発させた後、150℃で2h乾燥させ、AgSbO₃前駆体を得た。これを900℃で2h、2回か焼しか焼粉末を得た。この粉末のXRDによる同定を行ったところ、AgSbO₃の単相が得られた。粉末に焼結助剤としてCuOを添加し、1000℃で4h焼結した。出力因子はCuOを2.5mass%添加したとき最大値を示し、その値は1.46×10^-4 Wm^-1K^-2であった。

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ペロブスカイト型Ti酸化物のキャリア有効質量と熱電特性の相関を明らかにするため、PLD法により(100)-LaAlO3単結晶基板上にM2+TiO3（M2+ = Ca2+, Sr2+, Ba2+）エピタキシャル薄膜を作製し、そのキャリア輸送特性を詳細に調べた。得られた薄膜はペロブスカイト型単一相であり、M2+イオン半径の増加に伴いキャリア有効質量が増加した。高温熱電特性の詳細は当日報告する予定である。

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本研究ではTi 3d-t2g軌道が結晶場分裂したアナターゼ型TiO2エピタキシャル薄膜を作製し、Nb置換率とキャリア輸送特性の関係を調べた。その結果、TiO2のm*はSrTiO3の約1/7 (1m0程度)であり、Nb置換率にほとんど依存しないことが分かったので報告する。

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アナターゼ型酸化チタンを950℃の水素雰囲気で還元して得られる不定比斜方晶酸化チタンが、高い熱電変換効果を示すことを見出した。ゼーベック係数は-0.060_から_-0.518 mV/Kの範囲にあり、性能指数(ZT)は0.195と見積もられた。電子スピンのもつエントロピーに起因するエントロピー流が、熱電変換効果に影響を与える重要な因子であると考えて、理論的考察を行った。

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近年、酸化物熱電材料においてCoO₆八面体が陵共有した三角格子を有する化合物が高い電気伝導率、ゼーベック係数を有することが報告されている。対して(A₃Co₂O₆)_m (A’ ₃Co₃O₉)_n は擬一次元構造を有する化合物でありCoO₆八面体とCoO₆三角プリズムが面共有で連結したCo-O一次元鎖を有する。三角格子が示す優れた電気的特性に対してCo-O一次元鎖が示す電気的特性は非常に興味深い。本研究で我々は Co-O一次元鎖を含むSr-Ba-Co-O系単結晶をフラックス法を用いて育成しその電気伝導率、ゼーベック係数及び出力因子を評価した。

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　アルミニウムをドープした酸化亜鉛は優れたn型熱電変換材料として知られ、廃熱発電などといった比較的高温域での応用が期待されている。しかし、この材料は高い出力因子を持つものの熱伝導率が高いために、結果的に性能指数が低く抑制され実用化のネックとなっている。そのため、導電率を低下させることなく熱伝導率を低減することが、性能向上には不可欠である。そこで、放電プラズマ焼結法を用いた微細組織制御により、高導電率と低熱伝導の両立を試みた。その結果、放電プラズマ焼結したサンプルでは、常圧焼結とは異なる密度-導電率挙動を示し、低密度域（_から_80%）でこれらが両立できることを確認した。

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従来の導電性酸化物焼結体は、その単結晶材料に比べて著しく電気伝導度が低い。これは酸化物の電気伝導機構は異方性が大きく、粒界散乱の影響を受けやすいためと考えられる。今回、我々は強磁場を用いてAlドープZｎO粉末を粒子配向させた。得られた焼結体試料はa軸、またはｃ軸配向を示した。特にｃ軸配向した焼結体は、無配向試料よりも高い熱電特性を示した。

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環境・エネルギー問題が懸念されている現在、廃熱の有効利用等を目的として熱電材料が注目されている。既存の熱電材料であるBi₂Te₃のような性能の高い材料は耐熱性・耐酸化性に乏しいことから、酸化物熱電材料が盛んに研究されている。これらの研究から高い性能を有するNaCo₂O₄が発見されているが、この材料はNaが1073K以上で蒸発し易いといった問題がある。そこで本研究では高温で安定かつ電気抵抗率の低い金属であるAgを用いてCo₃O₄基複合体を作製し、Agの混合量が熱電特性に与える影響を調査した。

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我々は三次元規則配列シリカ多孔質膜をマトリックスとし、その孔内にプロトン伝導性ポリマーを導入した無機・有機コンポジット電解質膜について検討してきた。これまでにシリカマトリックスは機械的強度に優れた自立膜であり、これを基材に用いれば比較的柔らかいポリマー電解質でも自立膜として使用できることを見出した。本研究ではポリマー電解質がシリカ多孔体孔内に充填されることにより生じるシリカ多孔体とポリマー電解質間の相互作用について報告する

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リン酸塩ガラス粉末にイオン交換水を混合するとリン酸鎖が切断され、長いリン酸鎖間に水を保持することで流動性を持つハイドロゲルが生成される。このリン酸塩ガラスハイドロゲルは室温付近において5 mS/cmという高い電導度を示すことがわかっており、燃料電池の電解質への応用が期待される。リン酸塩ガラスハイドロゲルは時間の経過、加熱により鎖状構造の切断が進行していく。そのため燃料電池の電解質への応用を考えると、長期間ゲル状態を維持し、高いプロトン伝導性を維持することが重要となる。そこで本研究では、Al³⁺イオン導入によるハイドロゲルの構造制御、燃料電池電解質への応用を検討した。

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我々は、これまでに種々の組成のCsHSO₄‐CsH₂PO₄系複合体に遊星型ボールミルを用いてメカニカルミリング処理を行なうとCs₅(HSO₄)₃(H₂PO₄)₂およびCs₃(HSO₄)₂(H₂PO₄)が生成し、室温から中温領域で高い導電率を示すことと、種々の組成の中でも、50CsHSO₄‐50CsH₂PO₄(モル比)が最も優れたプロトン伝導性を示すことを明らかとした。本研究では、Csを主成分とする化合物に無機酸化物などを添加した場合の導電率の変化についての調査を行なった。

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プロトン伝導性酸化物中のプロトンの存在位置は、幾つかの研究がなされているが現在までに明らかになっていない。そこで今回は、試料にBaIn_0.5Sn_0.5O_2.75を用いて、粉末中性子回折測定を10 Kで行った。中性子回折データは、リートベルト解析及び最大エントロピー法を組み合わせた解析を行った。
解析の結果、重水素は試料中の酸素イオン近傍に存在し、空間群Pm3mの12 (h)サイトに存在していると考えられる。

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プロトン導電体であるY添加BaZrO₃は化学的安定性に優れる為、中低温で作動する固体酸化物型燃料電池への電解質として研究が進められている。しかし高い粒界抵抗を示し、焼結性が悪い為、電解質材料として使用する為には粒界抵抗の低減と焼結プロセスの確立が必要となる。本研究では通常の固相反応法、ペッチーニ法等によるセラミックの作製の他に薄膜作製手法の一種であるPLD法を用いて薄膜を作製し、その結晶構造、導電特性の評価を行った。

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私たちはオキシアパタイト中に、最も酸化力が強いといわれている活性酸素O-ラジカルが生成することを見出した。多結晶試料は、原料粉末を混合して酸素中で1300-1400℃にて焼成することで得られた。合成後の試料のCW-ESRの結果ではO-(g┴=2.035、g║=2.001)が室温で観測された。その濃度は1016cm-3程度であったが、UV(Hg-lump)照射後では1017-18cm-3まで増加した。パルスESRの結果は、O-ラジカルは、アパタイト結晶中のLa3+イオンと0.43nm(O2-サイトとCa2サイトの第２近接距離)以上はなれたチャネル中のO2-サイトに、トラップしていることを示した。

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酸素陰イオンラジカル（Ｏ-）は最も強力な酸化力を示す活性酸素である。我々は、Ｏ-が12CaO・7Al2O3 (C12A7)結晶中に大量に生成することを見出してきた。Ｏ-の酸化力は、真空プロセス用酸化源や有害物の分解などに応用できると期待できる。本研究では、O-を導入したC12A7焼結体に電場を印加することで、真空中にO-負イオンを引き出すことを試みた。約700℃、電場780V/cmの条件において約１μＡのイオン電流を得ることが出来た。また、O-の放出は四重極質量分析計により確認した。電流量は、試料中にあらかじめ導入したO-の濃度に依存することから、結晶中に存在するO-が直接的に引き出されていると考えられる。

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　ディーゼル排ガス等のPMや炭化水素の酸化浄化を目的とし、新しい電気化学セラミックリアクターでの高活性な酸化反応電極材料を検討している。これまでアルミン酸カルシウム (Ca12Al14O33)を含有するジルコニア系電気化学セルにて NOx分解とともにPM等のススの分解が可能な事を報告している。本発表では、酸化電極としてセリア系材料(Gd-CeO2-Al2O等)を利用する新しい電気化学セルを検討し、高効率な電気化学的なPM-NOx同時分解反応にむけた特性等を発表する。

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地球環境保全のために、自動車等の排ガス浄化技術の確立が喫緊の課題となっている。ディーゼルエンジン等の低燃費エンジンの排ガスは高酸素分圧であり高効率なNOX浄化が困難である。我々はこれまでに、カソード電極部にNOx選択触媒層を付与した電気化学リアクターを提案し、高酸素分圧下においても高効率なNOX選択浄化を実現している。しかしながら、実用化に関しては、更なる高効率浄化が望ましい。このため、カソード電極においてNOx浄化効率を低下させる共存酸素の吸着・分解反応を抑制するような電極構造について検討を行った。

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C12A7（[Ca24Al28O64]4+・2O2_-_）は1ユニットセルあたり12個のケージを持ったナノポーラス結晶であり、化学両論組成では、そのうち2つのケージにO２_-_（フリー酸素）が包接されている。また、C12A7からフリー酸素イオンを完全に引き抜くことで、ケージに電子を包接させたエレクトライドが得られる。本研究では、上記の2つの状態の試料についてシンクロトロン放射光粉末X線回折測定を行い、その結果にMEM/Rietveld解析を適用した。ケージ内の電子密度分布を可視化した結果に基づいて、フリー酸素の有無の効果について議論する。

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