Li-8短寿命核トレーサーで見たNaTl型金属間化合物LiGa中のLiの拡散

Li diffusion in NaTl-type intermetallic compound LiGa observed by Li short-lived radiotracer

須貝 宏行; 左高 正雄; 岡安 悟  ; 市川 進一; 西尾 勝久   ; 光岡 真一; 仲野谷 孝充  ; 長 明彦  ; 佐藤 哲也   ; 橋本 尚志; Jeong, S.-C.*; 片山 一郎*; 川上 宏金*; 渡辺 裕*; 石山 博恒*; 今井 伸明*; 平山 賀一*; 宮武 宇也; 橋本 恭能*; 矢萩 正人*

Sugai, Hiroyuki; Sataka, Masao; Okayasu, Satoru; Ichikawa, Shinichi; Nishio, Katsuhisa; Mitsuoka, Shinichi; Nakanoya, Takamitsu; Osa, Akihiko; Sato, Tetsuya; Hashimoto, Takashi; Jeong, S.-C.*; Katayama, Ichiro*; Kawakami, Hirokane*; Watanabe, Yutaka*; Ishiyama, Hironobu*; Imai, Nobuaki*; Hirayama, Yoshikazu*; Miyatake, Hiroari; Hashimoto, Takanori*; Yahagi, Masahito*

放射性トレーサーによる拡散実験は、注目している元素のマクロな拡散係数を、直接正確に求められるという特徴がある。しかし、Liに関しては適当なトレーサー実験手法がなかったため、放射性トレーサー実験が行われてこなかった。そこで、われわれはLi放射性同位体Li(半減期: 0.8秒)をトレーサーとして固体試料に打ち込み、Liの崩壊の際放出される粒子の測定により、非破壊的にオンラインでLiの拡散係数を求める新しい実験手法を確立した。ここでは、Li短寿命核トレーサーによりNaTl型金属間化合物-LiGa中のLiの拡散係数を求めて、-LiGa中のLi原子空孔濃度との関係を議論する。

Non-destructive and on-line Li diffusion experiments in Li ionic conductors are conducted using the short-lived -emitting radiotracer of Li. The radiotracers produced as an energetic and pulsed ion beam from TRIAC (Tokai Radioactive Ion Accelerator Complex) are implanted into a structural defect mediated Li ionic conductor of NaTl-type intermetallic compounds -LiGa. The diffusion coefficients obtained for -LiGa with Li content of 43-54 at.% at room temperature are discussed in terms of the interaction between Li-ion and the structural defects in the specimen, compared with the case of -LiAl and -LiIn. The nonlinear Li-content dependency of Li diffusion coefficients for -LiGa suggests that the Li diffusion with Li-deficient region is obstructed by the defect complex composed of vacancies at the Li sites.