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論文

Quasielastic neutron scattering probing H$$^{-}$$ dynamics in the H$$^{-}$$ conductors LaH$$_{3-2x}$$O$$_{x}$$

玉造 博夢; 福井 慧賀*; 飯村 壮史*; 本田 孝志*; 多田 朋史*; 村上 洋一*; 山浦 淳一*; 倉本 義夫*; 佐賀山 基*; 山田 武*; et al.

Physical Review B, 107(18), p.184114_1 - 184114_8, 2023/05

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.107.184114
 被引用回数：0 パーセンタイル：0(Materials Science, Multidisciplinary)

Using an incoherent quasi-elastic neutron scattering (QENS) technique, we investigate H$$^{-}$$ dynamics in a series of oxyhydrides LaH$$_{3-2x}$$O$$_{x}$$ that exhibit characteristic high H$$^{-}$$ conductivity. In the end member LaH$$_{3}$$ ($$x$$ = 0), two kinds of H$$^{-}$$ dynamics are identified: the jump diffusion and the localized motion. The jump length in the jump diffusion mode increases with increasing $$T$$. The localized motion is identified as a jump between the two inequivalent sites. These dynamics are corroborated by our molecular dynamical simulations. Our QENS data suggest that similar H$$^{-}$$ dynamics occurs also in oxyhydrides LaH$$_{3-2x}$$O$$_{x}$$ ($$x$$ $$neq$$ 0), whose H$$^{-}$$ concentration dependence is consistent with the previous measurement of ionic conductivity. We also discuss the possibility that LaH$$_{3-2x}$$O$$_{x}$$ is an example of H$$^{-}$$ ion conductors governed by the concerted migration mechanism. The identified H$$^{-}$$ dynamics is a key to understanding the anomalous hydrogen concentration dependence of the diffusion coefficient in lanthanum hydrides, which has been a longstanding mystery in this compound.

論文

Electrical and magnetic properties of a single crystal UCu$$_2$$Si$$_2$$

松田 達磨; 芳賀 芳範; 池田 修悟; Galatanu, A.; 山本 悦嗣; 宍戸 寛明*; 山田 美音子*; 山浦 淳一*; 辺土 正人*; 上床 美也*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 74(5), p.1552 - 1556, 2005/05

https://doi.org/10.1143/JPSJ.74.1552
 被引用回数：24 パーセンタイル：72.16(Physics, Multidisciplinary)

UCu$$_2$$Si$$_2$$は、強相関電子系における典型物質122化合物の1つである。われわれは、初めて純良単結晶育成に成功し、抵抗,磁化率,磁化,比熱測定を詳細に行った。その結果、極めて異方的な磁性を示し、さらにこれまで報告されてきた100Kにおける強磁性転移に隣接し、新たな反強磁性相とみられる相を発見した。これらの結果は、結晶の純良化によって初めて明らかになったことである。

口頭

中性子準弾性散乱によるヒドリド伝導体LaH$$_{3-2x}$$O$$_{x}$$中のヒドリドダイナミクスの解明

玉造 博夢; 福井 慧賀*; 飯村 壮史*; 本田 孝志*; 多田 朋史*; 村上 洋一*; 山浦 淳一*; 倉本 義夫*; 佐賀山 基*; 山田 武*; et al.

no journal, , 

ヒドリド(H$$^{-}$$)は、そのイオン半径・電荷・電子分極率の大きさから高速イオン伝導が期待されるイオンであり、また中性子に対して水素特有の大きなインコヒーレント散乱断面積を持つ。そのため、H$$^{-}$$伝導体は、インコヒーレント中性子準弾性散乱(QENS)法によってイオン伝導の微視的メカニズムを探査する上で格好の物質群である。本研究では、非常に高いH$$^{-}$$伝導度を示すLaH$$_{3-2x}$$O$$_{x}$$を対象に、インコヒーレントQENSによるイオンダイナミクスの探査を行った。その結果、長距離拡散と非等価サイト間ジャンプ運動の二種類のダイナミクスの特定に成功し、これらのダイナミクスはH$$^{-}$$濃度が高いほど活発であった。当日は、これらのダイナミクスの活性化エネルギーや我々の分子動力学計算の結果等に基づいて、イオン間の多体効果を反映した協奏的イオン伝導メカニズムが本系の高いH$$^{-}$$伝導度の起源である可能性を議論する。

口頭

中性子準弾性散乱によるヒドリド伝導体LaH$$_{3-2x}$$O$$_{x}$$のヒドリドダイナミクスの解明

玉造 博夢; 福井 慧賀*; 飯村 壮史*; 本田 孝志*; 多田 朋史*; 村上 洋一*; 山浦 淳一*; 倉本 義夫*; 佐賀山 基*; 山田 武*; et al.

no journal, , 

ヒドリド(H$$^{-}$$)伝導体LaH$$_{3-2x}$$O$$_{x}$$は、既報のH$$^{-}$$伝導体に比べても非常に高いH$$^{-}$$伝導度を示す。本研究では、この物質の高H$$^{-}$$伝導度の起源を解明するために、中性子準弾性散乱実験を行った。その結果、本物質中の2種類のH$$^{-}$$ダイナミクスの特定に成功した。この2種類のH$$^{-}$$ダイナミクスは、素過程として再隣接サイト間のジャンプを共有しており、またH$$^{-}$$濃度が高いほど活発になることが判明した。これらの結果から、本系の高H$$^{-}$$伝導度はイオンの協奏的伝導によるものである可能性を議論する。

口頭

Quasielastic neutron scattering probing H$$^{-}$$ dynamics in the H$$^{-}$$ conductors LaH$$_{3-2x}$$O$$_{x}$$

玉造 博夢; 福井 慧賀*; 飯村 壮史*; 本田 孝志*; 多田 朋史*; 村上 洋一*; 山浦 淳一*; 倉本 義夫*; 佐賀山 基*; 山田 武*; et al.

no journal, , 

ヒドリド(H$$^{-}$$)伝導体LaH$$_{3-2x}$$O$$_{x}$$は、既報のH$$^{-}$$伝導体に比べても非常に高いH$$^{-}$$伝導度を示す。本研究では、この物質の高H$$^{-}$$伝導度の起源を解明するために、中性子準弾性散乱実験を行った。その結果、本物質中の2種類のH$$^{-}$$ダイナミクスの特定に成功した。この2種類のH$$^{-}$$ダイナミクスは、素過程として再隣接サイト間のジャンプを共有しており、またH$$^{-}$$濃度が高いほど活発になることが判明した。これらの結果から、本系の高H$$^{-}$$伝導度はイオンの協奏的伝導によるものである可能性を議論する。

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