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Ionic conduction path in AgGeSe superionic glass

AgGeSe超イオン伝導ガラスにおけるイオン伝導経路

川北 至信 ; 大友 季哉*; 上野 広樹; 坪田 雅己*; Kumara, L. S. R.*; 大下 英敏*; 鈴谷 賢太郎

Kawakita, Yukinobu; Otomo, Toshiya*; Ueno, Hiroki; Tsubota, Masami*; Kumara, L. S. R.*; Oshita, Hidetoshi*; Suzuya, Kentaro

Ag$$_{x}$$(GeSe$$_{3}$$)$$_{1-x}$$は広いガラス形成組成域を持つ物質で、とりわけx=0.3以上の組成でイオン伝導度が著しく高くなる超イオン伝導ガラスである。この構造モデルは既に逆モンテカルロ法により提案されているが、ミクロ相分離の傾向を示すことが新たにわかってきているので、広い波数領域にわたる構造因子を測定することにより、この構造モデルの確からしさを精査する必要がある。そこでJ-PARCの物質・生命科学実験施設のBL21ビームラインに設置された中性子全散乱装置により、種々の組成でガラス構造の測定を行った。これは新エネルギー・産業技術総合開発機構水素貯蔵材料先端基盤研究事業による研究である。

Ag$$_{x}$$(GeSe$$_{3}$$)$$_{1-x}$$ ternary alloy exhibits an extensive compositional range of bulk glass forming and a rapid enhancement in ionic conductivity from 10$$^{-14}$$ to 10$$^{-4}$$ S/cm of these glasses at Ag concentration of x=0.3 with increasing Ag content. Structural models of this material have already been proposed by reverse Monte Carlo simulation based on experimental structural data of neutron and X-ray diffractions and X-ray absorption fine structure. However, there observed micro-phase separation tendency in these glasses. This tendency might relate to formation of ionic conduction path in supercooled liquid on quenching process. The proposed models will be examined by structure factors over a wide Q range including relatively low momentum-transfer region which have been newly obtained by the total neutron scattering instrument installed at BL21 in MLF, J-PARC. This work was supported by NEDO under "Advanced Fundamental Research Project on Hydrogen Storage Materials".

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