Local disorder in proton conductor BaSnInO analyzed by neutron diffraction/ atomic pair distribution function

中性子回折/原子対相関関数法を用いたプロトン伝導体BaSnInOの局所構造解析

井川 直樹   ; 樹神 克明   ; 田口 富嗣*; 吉田 幸彦*; 松川 健*; 星川 晃範*; 石垣 徹*

Igawa, Naoki; Kodama, Katsuaki; Taguchi, Tomitsugu*; Yoshida, Yukihiko*; Matsukawa, Takeshi*; Hoshikawa, Akinori*; Ishigaki, Toru*

プロトン伝導体BaSnInOの電気的特性に及ぼす結晶構造の影響を理解するため、本材料における局所構造乱れを中性子回折/原子対分布関数(PDF)法を用いて解析した。本材料の局所構造は、 0.6nmの原子間距離範囲内では、リートベルト解析によって推定された平均構造と同様の立方晶構造(空間群))である。一方、 0.6nmの範囲のPDFプロファイルは、立方晶構造よりも空間群4/の正方晶構造によって良い一致をみた。これらの結果は、格子内の局所構造乱れの存在を示している。本発表では、BaSnInOの平均構造と局所構造との関係の詳細について考察する。

For the understanding of the crystal structural effect on the electrical properties, the local disorder in BaSnInO which is one of the excellent proton conductors for solid oxide fuel cells was estimated by using the Atomic Pair Distribution Function (PDF) analysis method with the neutron diffraction. The local structure is almost the same as the average structure which was estimated by the Rietveld analysis using the cubic crystal structure (space group, ) in the atomic distance range of 6. The PDF profile was fitted better using the tetragonal crystal structure with the space group of 4/ than those with in the range 6. Those results indicate the presence of the local disorder in the lattice. In this work, the relationship between the average and local structures of BaSnInO will be discussed.