Relation between crystal structure and phase transition of superprotonic conductor, RbKH(SeO)

超プロトン伝導体RbKH(SeO)の相転移と結晶構造

鬼柳 亮嗣  ; 松尾 康光*; 大原 高志   ; 川崎 卓郎   ; 及川 健一   ; 金子 耕士   ; 田村 格良  ; 花島 隆泰*; 宗像 孝司*; 中尾 朗子*; 川北 至信  

Kiyanagi, Ryoji; Matsuo, Yasumitsu*; Ohara, Takashi; Kawasaki, Takuro; Oikawa, Kenichi; Kaneko, Koji; Tamura, Itaru; Hanashima, Takayasu*; Munakata, Koji*; Nakao, Akiko*; Kawakita, Yukinobu

MH(XO)で表わされる物質群は、比較的低い温度で超プロトン伝導性を示すことが知られている。超プロトン伝導性は構造相転移とともに発現するが、この構造相転移温度はMやXの原子種により大きく異なる。例えば、RbH(SeO)では440K、KH(SeO)では390Kで相転移が起こる。この相転移温度の違いの起源を明らかにするため、RbKH(SeO)の試料を作成し、相転移温度と結晶構造の関係を伝導度測定と中性子構造解析により行った。その結果、相転移温度はxの値に対して線形とならないことが明らかとなった。構造解析の結果、Kは2つの占有可能なサイトのうち一つを優先的に占有することが明らかとなった。これにより、内部構造のうちMの一つのサイトが相転移温度の変化と強い関係があることが示唆された。

MH(SeO) forms a material group that exhibits superprotonic conductivity at rather low temperature. The superprotonic conductivity manifests itself upon a structural phase transition. The phase transition temperature varies depending on the elements of M and X. In order to clarify the relation between the crystal structure and the phase transition, RbKH(SeO) was investigated by means of a conductivity measurement and single crystal neutron structure analyses. The phase transition temperature was found to be non-linear to the variation of x by the conductivity measurement. The structure analyses revealed that the site occupancy of K at one of two M sites non-linearly varied with respect to x. This suggest that a close relation between the M site and the superprotonic phase transition.