SR法で探るBaTiO水素化物中の水素の状態

Hydrogen state in BaTiO hydrides probed by SR

伊藤 孝   ; 髭本 亘  ; 幸田 章宏*; 下村 浩一郎*; 西山 樟生*; 松崎 禎市郎*; 友野 大*; 小林 洋治*; 坂口 辰徳*; 陰山 洋*

Ito, Takashi; Higemoto, Wataru; Koda, Akihiro*; Shimomura, Koichiro*; Nishiyama, Kusuo*; Matsuzaki, Teiichiro*; Tomono, Dai*; Kobayashi, Yoji*; Sakaguchi, Tatsunori*; Kageyama, Hiroshi*

BaTiOは誘電材料や圧電素子として電子機器に広く用いられている。その歴史は古く、1940年代に初めて合成されて以来、機能改良・新機能開発が継続して進められ、今日に至っても電子産業を支え続けている。その一環として水素化の試みがあったが、結晶中に取り込ませることができた水素の量は酸素の量に対してわずか0.1%程度であった。そのような中、最近、水素化に関するブレークスルーとなる研究が小林らにより発表され、注目を集めている。小林らは低温還元法によりBaTiO結晶中の酸素を20%程度まで水素で置換することに成功した。この手法により合成されたBaTiO水素化物は、室温・大気中で安定である。一方で比較的低温(約400C)で水素ガスを放出する能力を持つため、水素貯蔵材料として高い将来性がある。われわれはBaTiO水素化物中の水素の状態を微視的な観点から明らかにすることを目的に、水素濃度015%の試料に対してミュオンスピン緩和(SR)測定を行った。このような置換系においては試料の均一性が常に問題になるため、微視的かつvolume sensitiveなプローブであるSRによる測定は非常に重要である。15Kにおいて水素濃度依存性を測定したところ、H核双極子に起因するミュオンスピン緩和が系統的に変化する様子が観測された。水素化された試料については試料からの信号のほぼ100%がこの緩和を示すことから、水素は結晶全体にわたってほぼ均一に分布していると考えられる。

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