51探花

【本学研究者情报】

〇多元物质科学研究所　助教　石黒志

【発表のポイント】

• 电池材料など复雑?不均一な内部构造を分析するナノ顕微镜や化学分析ツールが求められている
• リチウム电池正极活物质粒子内部の化学状态を高分解可视化
• 放射光计测データのデータクラスタリングにより构造の抽出?分类に成功
• 先端材料のナノ机能分析の効率化に期待

【概要】

電池材料などとして使われる、内部構造が複雑な先端材料の働きについては未だ不明な点が多く、内部の形状だけでなく化学状態を高解像で可視化するツールの確立が急務です。东北大学国际放射光イノベーション?スマート研究センター 石黒志助教（理化学研究所放射光科学研究センター 客員研究員）、高橋幸生教授（理化学研究所放射光科学研究センター チームリーダー）、東北大学大学院工学研究科 上松英司大学院生（理化学研究所放射光科学研究センター 研修生）、早稲田大学 大久保將史教授、産業技術総合研究所 細野英司博士、北陸先端科学技術大学院大学 先端科学技術研究科 ダム ヒョウ チ教授らの共同研究グループは、リチウム電池正極材料の一つであるニッケル?マンガン酸リチウム粒子の1粒に対して、2次元空間での試料の高空間分解能化学状態可視化技術である「タイコグラフィ-XAFS法」^[1][2] 测定を大型放射光施设「厂笔谤颈苍驳-8」^[3] で行い、计测データを粒子内部のマンガンとニッケルの元素分布や価数分布のデータマイニングと连携させることで、粒子内部の复数の不均一な构造の可视化に成功しました。

本研究成果は今后、さまざまな先端机能性材料のナノ构造?化学状态分析に応用されるものと期待できます。

本研究成果は、米国現地時間令和3年6月17日に、学術専門誌「The Journal of Physical Chemistry Letters」のオンライン版に掲載されました。

図 スピネル型LNMO粒子内化学状態パラメータ間の相関散布図（左）と
データクラスタリングによる分类?抽出により得られた相関グループの2次元実空间内の分布図（右）。

【用语解説】

[1] Ｘ線タイコグラフィ
コヒーレントＸ线回折イメージング手法の一つ。Ｘ线照射领域が重なるように试料を二次元的に走査し、各走査点からのコヒーレント回折パターンを测定する。そして、回折パターンに位相回復计算を実行し、试料像を再构成する手法。

[2] Ｘ線吸収微細構造（XAFS）
X線吸収スペクトルの吸収端付近にみられる固有の構造。XAFSの解析によって、X線吸収原子の電子状態やその周辺構造などの情報を得ることができる。XAFSは、X-ray Absorption Fine Structureの略。

[3] 大型放射光施設「SPring-8」
兵庫県の播磨科学公園都市にある世界最高性能の放射光を生み出す理化学研究所の施設で、その利用者支援は高輝度光科学研究センターが行っている。SPring-8の名前はSuper Photon ring-8 GeVに由来。放射光とは、電子を光とほぼ等しい速度まで加速し、電磁石によって進行方向を曲げたときに発生する強力な電磁波のこと。SPring-8では、遠赤外から可視光線、軟X線を経て硬X線に至る幅広い波長域で放射光を得ることができるため、原子核の研究からナノテクノロジー、バイオテクノロジー、産業利用や科学捜査まで幅広い研究が行われている。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学国际放射光イノベーション?スマート研究センター
（东北大学多元物质科学研究所　兼务）
助教　石黒 志（いしぐろ のぞむ）
电话：022-217-5818
贰-尘补颈濒：苍辞锄辞尘耻.颈蝉丑颈驳耻谤辞.肠1*迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）

教授　高橋 幸生（たかはし ゆきお）
电话：022-217-5166
贰-尘补颈濒：测迟补办补丑补蝉丑颈*迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）

（报道に関すること）
东北大学多元物质科学研究所　
広报情报室
电话：022-217-5198
贰-尘补颈濒：辫谤别蝉蝉.迟补驳别苍*驳谤辫.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）