X-ray absorption study of perovskite cobaltite PrSrCoO

ペロブスカイトコバルト酸化物PrSrCoOのX線吸収分光

吉井 賢資  ; 松村 大樹   

Yoshii, Kenji; Matsumura, Daiju

コバルト酸化物は、燃料電池や触媒材料への応用可能性の観点からよく調べられてきた。最近PrSrCoOが高い電気伝導率や高温での安定性を持つことから、燃料電池への応用可能性指摘された。特に、x=0.3のドープ量において、最も電気伝導率が高いことが見出された。この現象については、x=0.3以上の領域において酸素欠損が増え、コバルトイオンが還元されて電気伝導が減少するためではないかとの示唆がなされた。本研究では、コバルトおよびプラセオジムイオンに対し、放射光を用いたX線吸収分光実験によりイオン価数と局所構造を観測し、電気伝導率の極大についての情報を得ることを目的とした。測定の結果、コバルトイオンの価数については、酸素欠損量の異常は見出されなかったが、局所構造解析から、コバルトの原子振動状態がx=0.3を境に変化することが分かった。発表では、この事実が電気伝導率に与えうる影響、さらにプラセオジムについての結果についても報告する。

Perovskite cobalt oxides have been extensively studied from several viewpoints such as a possible application to solid oxide fueld cells (SOFCs). Recently, PrSrCoO was proposed to be suitable to SOFCs, on the basis of its high electrical conductivity. In particular, the oxide with x=0.3 has the hightst conductivity, which may be due to the change of electronic structure arising from an increase in oxygen vacancy for x0.3. In this study, we have measured X-ray absortpion spectra at Pr and Co absorption edges to obtain the information on electronic and local-crystal structures of this system. It was found that the Debye-Waller factor is saturated at around x=0.3 from the measurement at Co K-edge, suggesting a correlation between the atomic vibration and the electrical conductivity. Other data such as the change of valence state against x will be discussed also.